O documento discute a história e uso das máquinas simples, especificamente a roda e suas aplicações. A roda surgiu há cerca de 3500 a.C na Mesopotâmia e revolucionou o transporte, tornando-o mais rápido e facilitando o desenvolvimento de cidades. Desde então, foi derivada em outros dispositivos como polias, engrenagens e sarilhos, que multiplicam forças mecânicas.

1. Máquinas Simples

2.  Ao longo da história o homem procurou
melhorar sua condições de trabalho,
principalmente no que se refere ao seu esforço
físico. Para isso o homem, utilizou ,
inicialmente meios auxiliares para reduzir seu
“esforço muscular”, assim criando as
maquinas simples, como a roda.

3.  A roda é talvez uma das invenções principais na trajetória
de desenvolvimento tecnológico do ser humano. Com ela, os povos primitivos
tornaram o transporte mais rápido e fácil, além de contribuir para transformar
as primeiras aglomerações humanas em cidades maiores.
 A prova mais antiga de seu uso data de cerca de 3500 A.C., e vem de um
esboço em uma placa de argila encontrada na região da antiga Suméria,
na Mesopotâmia (atual Iraque), mas é certo que sua utilização venha de
períodos muito mais remotos.

4.  A roda é uma das seis máquinas simples com vastas aplicações no
transporte e em máquinas. Pode-se definir roda como um objeto sólido
redondo ou um anel circular com raios, projetado para girar em torno de
um eixo menor no centro.
Um mecanismo de roda e eixo pode criar os seguintes efeitos:
1. Reduzir o atrito (resistência que encontra um objeto quando se move ou
gira contra outro objeto);
2. Controlar a direção do movimento;
3. Aumentar a força giratória.

6.  Com a finalidade de multiplicar forças, constituindo assim uma máquina simples,
podemos associar rodas e eixos. Duas rodas acopladas a um mesmo eixo ou duas
rodas acopladas por correia são exemplos de dispositivos simples capazes de
multiplicar forças.

7.  Em uma das rodas (denominada roda motriz), o operador (que pode ser um motor
elétrico) aplica sua força (Fa = P = potência), em geral empunhando uma manopla e a
outra roda (denominada roda de carga) transmite à carga, a força já multiplicada pela
máquina (Ft = R = resistência).
Como nas demais máquinas, esses acoplamentos entre rodas e eixos obedecem ao
princípio da conservação do trabalho (ta = tt), de modo que, se os raios das rodas são
diferentes, podemos ganhar em força (força transmitida maior que a força
aplicada: Ft > Fa) mas, perder em distância (o deslocamento tangencial da força
aplicada é maior que o deslocamento tangencial da força transmitida: d1 > d2).

8.  A roda deriva-se também em outros tipos como:
 Polias ou Roldanas- Fixa e Móvel
 Engrenagens
 Sarilho
 Cabrestante

10.  As polias ou roldanas servem para mudar a direção e o sentido da força
com que puxamos um objeto (força de tração). As polias podem facilitar a
realização de algumas tarefas, dependendo da maneira com que elas são
interligadas.
 Temos dois tipos de polias, as polias fixas e as polias móveis:

11.  A polia fixa funciona como alavanca interfixa em que os braços são iguais.
A polia fixa permite levantar pesos de forma mais cômoda , permitindo
variar o sentido e a direção das forças aplicadas.

12.  A polia móvel facilita a realização de algumas tarefas, como, por exemplo, a de
levantar algum objeto pesado. A cada polia móvel colocada no sistema, à força fica
reduzida à metade, esta é uma vantagem, só que também temos a desvantagem,
quanto mais polias móveis, mais demora a erguer ou puxar o objeto. As polias
móveis são muito utilizadas em oficinas para erguer o motor do carro.

13.  Polia Fixa:
Polias: Exemplos

14.  Polia Móvel:

16.  As engrenagens são usadas em milhares de dispositivos mecânicos. Elas realizam
várias tarefas importantes, mas a mais importante é que elas fornecem uma redução
na transmissão em equipamentos motorizados. E isso é essencial porque,
frequentemente, um pequeno motor girando muito rapidamente consegue
fornecer energia suficiente para um dispositivo, mas não consegue dar
o torque necessário. Com a redução de transmissão, a velocidade de saída pode ser
diminuída e o torque, aumentado.

17.  Tipos de engrenagens:
 Engrenagem de roda com estacas perpendiculares;
 Engrenagens de dentes reto;
 Engrenagens helicoidais;
 Engrenagens helicoidais cruzadas;
 Coroas;
 Coroas em espiral;
 Engrenagens hipóides no diferencial de um carro,
 Engrenagens sem-fim;

18.  Engrenagem de roda com estacas perpendiculares:
 Em qualquer engrenagem, a relação é determinada pelas distâncias que vão do
centro das peças até o ponto de contato. Por exemplo, em um dispositivo com duas
engrenagens, se uma delas tiver o dobro do diâmetro da outra, a relação será de
2:1.
 Um dos tipos de engrenagem mais primitivos que podemos ver seria uma roda com
estacas de madeira em suas extremidades.

19.  Engrenagens de dentes reto:
 As engrenagens de dentes retos são o tipo mais comum de engrenagens.
Elas têm dentes retos e são montadas em eixos paralelos. Há situações em
que muitas dessas engrenagens são usadas juntas para criar grandes
reduções na transmissão.

20.  Engrenagens helicoidais:
 Os dentes nas engrenagens helicoidais são cortados em ângulo com a face da
engrenagem. Quando dois dentes em um sistema de engrenagens helicoidais se
acoplam, o contato se inicia em uma extremidade do dente e gradualmente
aumenta à medida que as engrenagens giram, até que os dois dentes estejam
totalmente acoplados.

21.  Engrenagens helicoidais cruzadas:
 Este engate gradual faz as engrenagens helicoidais operarem muito mais suave e silenciosamente que as
engrenagens de dentes retos. Por isso, as engrenagens helicoidais são usadas na maioria
das transmissões de carros.
 Devido ao ângulo dos dentes de engrenagens helicoidais, elas criam um esforço sobre a engrenagem
quando se unem. Equipamentos que usam esse tipo de engrenagem têm rolamentos capazes de suportar
esse esforço.
 Algo interessante sobre as engrenagens helicoidais é que se os ângulos dos dentes estiverem corretos,
eles podem ser montados em eixos perpendiculares, ajustando o ângulo de rotação em 90º.

22.  Coroas:
 As coroas (ou engrenagens cônicas) são úteis quando a direção da rotação de um
eixo precisa ser alterada. Elas costumam ser montadas em eixos separados por 90º,
mas podem ser projetadas para funcionar em outros ângulos também.
 Os dentes das coroas podem ser retos, em espiral ou hipóides. Dentes retos de
coroa acabam tendo o mesmo problema que na engrenagem de dentes retos:
conforme cada dente se junta ao outro, ele causa impacto de uma só vez no dente
correspondente.

23.  Coroas em espiral:
 Em coroas retas e em espiral, os eixos devem ser perpendiculares um em
relação ao outro, mas também é necessário que estejam no mesmo plano.
Se você tivesse que estender os dois eixos através das engrenagens, eles
acabariam se cruzando.

24.  Engrenagens hipóides no diferencial de um carro:
 Essa característica é usada em muitos diferenciais de carros. Tanto a cremalheira
do diferencial como o pinhão de entrada são hipóides. Isso permite que o pinhão de
entrada seja montado em um plano inferior ao do eixo da cremalheira.. E já que o
eixo da transmissão do carro se conecta ao pinhão de entrada, ele também é
reduzido. O que faz com que ele não entre tanto no compartimento de passageiros
do carro, liberando mais espaço tanto para os passageiros como para a carga.

25.  Engrenagens sem-fim:
 Muitas engrenagens sem-fim têm uma propriedade interessante que nenhuma outra
engrenagem tem: o eixo gira a engrenagem facilmente, mas a engrenagem não consegue girar
o eixo. Isso se deve ao fato de que o ângulo do eixo é tão pequeno que quando a engrenagem
tenta girá-lo, o atrito entre a engrenagem e o eixo não deixa que ele saia do lugar.
 Essa característica é útil para máquinas como transportadores, nos quais a função de
travamento pode agir como um freio para a esteira quando o motor não estiver funcionando.
Outro uso muito interessante para engrenagens sem-fim está no diferencial Torsen, que é
usado em carros e caminhões de alto desempenho.

27.  Uma aplicação imediata do acoplamento de rodas num mesmo eixo
encontra-se no sarilho ordinário. Esse consta de um cilindro horizontal de
raio r (solidário ao eixo), sobre o qual se enrola uma corda e, por meio de
uma manivela (fixada ao eixo), faz-se girar o cilindro. A potência P se
aplica à manivela de raio R(uma roda) e a resistência Q à extremidade livre
da corda.

30.  O sarilho ordinário, quando apresenta seu eixo na vertical,
passa a denominar-se cabrestante; serve para realizar grandes
esforços de tração:

32.  Em Ur, na Mesopotâmia, surge o que é mais aceito como a primeira representação
de uma carroça com rodas de madeira maciça
 2000 A.C.
 Surgimento quase simultâneo no norte da Europa, Ásia Menor e China de rodas
com raios, mais leves que as rodas maciças. Elas passam a ser empregadas em
carruagens e carroças
 1000 A.C.
 Na Europa Ocidental, os celtas começam a recobrir com uma "capa" de metal as
rodas de suas carruagens, aumentando sua resistência e durabilidade
 1888
 Na Escócia, o veterinário e inventor John Dunlop desenvolve os primeiros pneus
com câmara, que ele utiliza numa bicicleta
 1895
 Na França, o industrial Eduard Michelin adapta a invenção de Dunlop para uso em
automóveis, que começavam a surgir, ainda com rodas raiadas de madeira
 INÍCIO DO SÉCULO 20
 Com a produção em massa de automóveis, as rodas passam a ser feitas de metal,
com o desenvolvimento de ligas leves e novos materiais, inclusive compostos de
carbono

33.  Os três tipos de rodas atualmente utilizados rodas de disco de aço
prensado, rodas de raio de arame de aço e rodas fundidas em ligas leves
preenchem todos os requisitos indicados, apesar dos custos da produção
dos dois últimos tipos serem mais elevados.

34.  http://ciencia.hsw.uol.com.br/engrenagens5.
htm
 http://www.feiradeciencias.com.br/sala06/06
_RE05.asp
 http://www.infoescola.com/mecanica/polias-
roldanas/

35.  Alisson Correia
 Jean Lucas Vieira
 Lucas Montanha Beck
 Stefan Sanches
 Vinícius Vasconcelos Gomes