Oito maneiras de uma força pequena mover uma carga enorme · Deep Cuts

Três voltas de corda seguram um navio sozinhas

Dê algumas voltas com uma corda em torno de um poste e o atrito faz o trabalho pesado. Cada volta multiplica a sua pegada, porque a força de retenção cresce exponencialmente com o ângulo de contato, de modo que o puxão leve de um marinheiro consegue conter uma carga milhares de vezes maior. É por isso que um único tripulante segura um navio contra um cabeço, e por isso um guincho precisa de apenas algumas voltas.

O parafuso que eleva água agora também gera energia

Gire um enorme parafuso helicoidal e ele leva a água morro acima, um projeto de cerca de 2.000 anos que ainda drena campos e eleva esgoto. Faça-o girar ao contrário, com a água caindo a girar o parafuso, e a mesma máquina vira um gerador de eletricidade. Como o fluxo permanece em bolsões abertos, os peixes passam ilesos, e é por isso que parafusos antigos estão sendo reconstruídos nos rios.

Esta engrenagem aciona num sentido e trava no outro

Uma engrenagem sem-fim combina um sem-fim parecido com um parafuso e uma roda dentada. Gire o sem-fim e a roda gira devagar com força enorme, mas empurre a roda de volta e nada se move: o ângulo raso da rosca a trava por completo. Esse autotravamento de sentido único é o que mantém no lugar cravelhas de afinação, portões e talhas sem nenhum freio, recusando-se a afrouxar sob carga.

Um peso que cai lança pedras mais longe do que uma mola

As catapultas anteriores armazenavam energia em corda torcida ou madeira vergada. O trebuchet de contrapeso apenas deixa cair uma carga imensa de pedra na ponta curta de um braço longo; uma funda na outra extremidade solta o projétil no alto do arco. A funda funciona como uma segunda alavanca, e as maiores máquinas conseguiam arremessar pedras pesadas a algumas centenas de metros.

Um homem caminhando dentro de uma roda ergueu catedrais

Os construtores medievais erguiam toneladas de pedra com uma roda de caminhar movida a gente. Um trabalhador andava dentro de um grande tambor de madeira e, como o aro da roda é muito mais largo do que o eixo em que a corda se enrola, o peso do corpo dele no aro virava um puxão enorme na corda. Uma ou duas pessoas conseguiam içar cargas de cerca de duas toneladas, e muitos desses guindastes ficaram em torres de igreja por séculos.

Puxe a corrente, solte, e a carga simplesmente fica pendurada

Uma talha diferencial usa em cima duas polias ligadas de tamanho quase igual. Como diferem por apenas um ou dois dentes, cada puxão na corrente de mão sobe a carga um tantinho, com uma grande vantagem de força. Essa quase igualdade faz o atrito vencer assim que você para, então o peso fica parado no ar sem nenhuma catraca ou trava.

Um parafuso é uma rampa enrolada em torno de um eixo

Desenrole a rosca de um parafuso e ela não passa de uma rampa longa e suave. É por isso que um pequeno giro na manivela de um macaco, percorrendo o caminho longo em círculo, ergue um carro o curto trecho para cima, trocando muita distância de giro por uma força de elevação enorme. A mesma inclinação rasa que o torna forte também o torna autossustentável, de modo que a carga não afunda de volta.

Quase reto, um pequeno empurrão vira uma pegada gigante

Alinhe dois elos quase retos e algo estranho acontece: um empurrão leve na junta vira uma força esmagadora nas pontas, porque quanto mais os elos se aproximam de uma linha reta, mais a alavanca se multiplica. Esse truque de ponto morto prende peças, tranca capôs e fecha alicates — e fica fechado, já que a carga não consegue empurrar a junta de volta.