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1 / 11 Uma oficina com duas formas de levantar À esquerda, uma caixa de 50 kg pende de uma corda e de polias. À direita, um carro de 1200 kg está sobre um elevador hidráulico. O painel no canto mostra a força e a distância dos dois, e você pode arrastar para baixo a mão que segura a corda para levantar a caixa.
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01 Uma oficina com duas formas de levantar À esquerda, uma caixa de 50 kg pende de uma corda e de polias. À direita, um carro de 1200 kg está sobre um elevador hidráulico. O painel no canto mostra a força e a distância dos dois, e você pode arrastar para baixo a mão que segura a corda para levantar a caixa.
02 Uma polia fixa Uma única polia presa à viga só muda a direção da corda. A mão puxa com 490 N, o peso inteiro da caixa, e cada metro de corda puxado sobe a caixa um metro.
03 Uma polia móvel reduz a tração à metade Agora a corda desce em volta de uma polia que vai sobre a caixa e sobe de novo. Dois ramais de corda sustentam a caixa, então cada um suporta 245 N. Para subir a caixa 0,3 m, a mão precisa puxar 0,6 m de corda.
04 Seis ramais de corda Com três roldanas em cima e três embaixo, seis ramais de corda dividem a carga e a tração cai para 82 N. Conte os ramais numerados. Subir a caixa 0,5 m agora pede 3 m de corda, que se amontoam no rolo no chão.
05 O atrito fica com a sua parte As roldanas reais perdem um pouco a cada volta. Com 5 % perdidos em cada uma das seis roldanas, a tração sobe de 82 N para 97 N, e só 84 % do trabalho feito pela mão chega à caixa.
06 Apertar o pistão pequeno A alavanca empurra um êmbolo de 20 mm de diâmetro para dentro do óleo. Pelo princípio de Pascal, a pressão, aqui 1,04 MPa, é a mesma em todo o óleo, então o pistão grande, de 120 mm de diâmetro e com 36 vezes a área, empurra 36 vezes mais forte.
07 Duas válvulas de retenção Cada bombeada tem duas metades. Ao subir o êmbolo, a esfera de entrada se abre e aspira óleo do reservatório. Ao apertá-lo, a entrada se fecha e a esfera de saída se abre em direção ao pistão grande, e entre uma bombeada e outra essa válvula mantém o carro no alto.
08 Muitas bombeadas pequenas Uma bombeada de 50 mm sobe o carro 1,39 mm, então levantá-lo 0,3 m pede 216 bombeadas. Um pistão pequeno maior sobe o carro mais depressa, mas a força na alavanca aumenta no mesmo fator.
09 Uma talha de corrente sem engrenagens Toque em Talha de corrente para trocar a talha de cordas por uma talha diferencial Weston. Duas rodas de corrente de 10 e 9 alvéolos giram juntas, de modo que cada volta recolhe um pouco mais de corrente do que solta. A corrente de mão percorre 20 vezes a distância da carga de 200 kg, e a tração cai para cerca de 98 N sem atrito.
10 Um cilindro de lança de escavadeira Atrás do elevador de carros, um cilindro de dupla ação com o diâmetro interno de 120 mm de um cilindro de lança da SANY SY215C levanta uma lança que carrega 3000 kg. A pressão é definida pela carga, cerca de 9,3 MPa aqui, bem abaixo dos 34,3 MPa da pressão de alívio. O óleo empurra o pistão para fora pelo lado largo e o recolhe pelo lado estreito da haste.
11 Um circuito de freio Na frente, um empurrão de 100 N no pedal se torna 500 N sobre um cilindro de pedal de 5 mm por meio de uma alavanca de 5 para 1. A pressão na tubulação, 25,5 MPa, chega a um pistão de pinça de 25 mm que aperta o disco com 12.500 N. O pistão do pedal precisa percorrer 25 vezes a distância do pistão da pinça.
Moitão fixo Fica pendurado na viga e nunca se move. Suas roldanas só mudam a direção da corda. Conforme a montagem, tem uma, uma, duas ou três roldanas. Moitão móvel Fica pendurado na caixa e sobe com ela. Cada ramal de corda que desce até ele ajuda a sustentar a caixa, e é por isso que a tração diminui. Corda Uma corda de 17,5 m de comprimento e 17 mm de espessura. O comprimento nunca muda: a corda que sai dos moitões passa pela mão e vai para o rolo. As marcas vermelhas ficam a 0,4 m uma da outra. Caixa 50 kg de tábuas de pinho, então ela pesa 50 × 9,81 = 490,5 N. O modelo deixa de fora o peso do moitão móvel e o da corda. Mão na corda Arraste-a para baixo para levantar a caixa. A etiqueta vermelha mostra a força. A corda que ela puxa é o número de ramais vezes a altura que a caixa sobe. Alavanca da bomba A mão fica a 0,5 m do pivô e o êmbolo a 0,1 m, então a alavanca multiplica a força por cinco antes de o óleo fazer qualquer coisa. Clique nela para bombear uma vez. Pistão pequeno Um êmbolo de 20 mm de diâmetro por padrão (de 10 a 40 mm), que anda 50 mm a cada bombeada. A força sobre ele é a pressão do óleo vezes a sua área. Válvulas de retenção Duas esferas com mola que deixam o óleo passar em um só sentido. A válvula de entrada abre em direção à bomba e a de saída em direção ao pistão grande. Reservatório de óleo Guarda o óleo que a bomba aspira. À medida que o pistão grande sobe, o nível cai no volume que agora está sob ele. Pistão grande 120 mm de diâmetro por padrão (de 60 a 200 mm). O óleo sob ele empurra para cima com a pressão vezes a área, e isso sustenta o carro de 11.772 N. Válvula de liberação Ao abri-la, o óleo sob o pistão grande volta ao reservatório e o carro desce devagar com o próprio peso. Carro 1200 kg sobre a plataforma elevatória, um peso de 11.772 N. O peso da plataforma e o do pistão grande ficam de fora. Talha de corrente Uma talha diferencial Weston: duas rodas de corrente com números diferentes de alvéolos no mesmo eixo, uma corrente sem fim e uma roldana inferior com gancho. A vantagem é o dobro da roda grande dividido pela diferença entre as duas rodas. Cilindro da lança Um cilindro de dupla ação com o diâmetro interno de 120 mm e o curso de 1285 mm de um cilindro de lança da SANY SY215C, seccionado para mostrar o pistão, a haste e o óleo dos dois lados. A bancada está desenhada na escala 0,45. Circuito de freio Pedal, cilindro do pedal, tubulação de freio, pinça e disco. A alavanca do pedal multiplica o empurrão por 5, e o óleo o multiplica de novo pela razão entre a área do pistão da pinça e a do pistão do pedal.
