Enunciado
Física - Luis França - Mecânica Geral- Ed: 2º - Capítulo 8.Exemplo - Ex. 11
Sendo μ o coeficiente de atrito entre a correia e a polia, determinar a força Q a ser aplicada no braço da alavanca do freio capaz de equilibrar o torque M que atua no volante do sistema indicado.
Passo 1
Bom, vamos iniciar os cálculos pensando no momento presente no centro O do volante. Como temos um corpo em equilíbrio, a somatória dos momentos deve ser nula. Sendo assim, teremos:
Ok! Encontramos a equação do momento em O, dependente dos atritos em A e B e de R.
Passo 2
Agora, vamos entender o momento em relação ao ponto D para a barra:
Em relação a D, temos as forças TB, TA e Q sendo aplicadas, com distância a D de (2R-a), a e b, respectivamente. Assim, o momento em D pode ser expresso como:
Passo 3
Agora, vamos encontrar uma relação para estas forças de atrito necessárias para ambos os momentos dos passos 1 e 2. Se pensarmos na lei de atrito em uma correia, temos a equação
Assim, pensando no que temos aqui, ficaremos com:
Passo 4
Pronto! Agora, substituindo esses dados nas equações encontradas anteriormente, teremos:
Substituindo TA e TB na equação do Passo 2, teremos:
Assim, encontramos Q: