Um sistema de polia torna mais fácil levantar um objeto do que levantar o peso morto com a mão. Uma única polia altera essencialmente a direção da tração ou força aplicada. Quando uma pessoa usa duas ou mais polias em um sistema, o sistema também multiplica a força aplicada, além de mudar sua direção. Com uma polia fixa e outra móvel em um sistema, ele basicamente dobra o peso da carga que você poderia levantar sem a ajuda de outra pessoa com base no peso que você pode levantar.
A polia: uma máquina simples
Como uma das seis máquinas simples, a polia tem dois braços iguais e opera em um fulcro como a alavanca, embora seja uma roda com arestas em um eixo roscado por uma corda. Uma única polia pendurada no teto com uma corda enrolada em sua roda permite que você levante uma caixa no chão até uma mesa ou mais alto usando apenas metade da força necessária para levantá-lo com seu mãos.
Uma vantagem mecânica
Máquinas simples como a polia oferecem uma vantagem mecânica, essencialmente tornando-o mais forte do que na vida real. Os físicos quantificam o trabalho do sistema calculando a vantagem mecânica em Newtons, em homenagem a Sir Issac Newton, o criador das leis do movimento. Leva 1 newton para mover 1 quilograma de massa à taxa de 1 metro por segundo ao quadrado na direção da força aplicada. Para calcular a vantagem mecânica de uma polia, divida a força de saída, o peso da carga pela força de entrada, a força necessária para levantar a carga.
Uma polia fixa, uma móvel
Embora o uso de apenas uma polia exija que você use apenas metade da força necessária para levantar uma carga com a mão, um polia combinada em um sistema com uma polia móvel, essencialmente dobra a força aplicada para levantar ou mover o objeto. Por exemplo, se você tem um objeto que pesa 100 N, tudo o que seria necessário para levantar o objeto neste sistema de polia são 50 newtons de força aplicada. O MA desse tipo de sistema é igual a dois.
Um sistema de roldanas
Enquanto uma única polia permite que você mova uma carga com metade da força necessária, um sistema de polias aumenta a vantagem mecânica pelo número de polias e os comprimentos de corda que suportam carregar. O número de cabos de corda que suportam a carga em um sistema de polia múltipla corresponde basicamente à vantagem mecânica do sistema. Por exemplo, se você tiver duas polias fixas e duas móveis, quatro comprimentos de cabo suportam a carga com uma vantagem mecânica de quatro. Uma carga de 100 N exigiria 25 newtons de força aplicada para levantá-la.