Enunciado

108. Uma correia plana é usada para transmitir um torque da polia A para a polia B . O raio de cada polia é 60   m m , e uma força de intensidade P = 900   N é aplicada ao eixo da polia como mostra a figura. Sabendo que o coeficiente de atrito estático é 0,35 determine (a) o maior torque que pode ser transmitido, (b) o valor máximo correspondente da tração na correia.

Passo 1

Bom! Vamos lá para mais um probleminha sobre correias. Sendo assim, qual é a primeira coisa que temos que fazer?

Ora bolas! Já tá meio que repetitivo, mas é o procedimento padrão; tá? Temos que fazer o diagrama de corpo livre para o nossos sisteminha. Só que por se tratar de uma correia, onde as polias tem as mesmas forças só precisamos fazer o esboço de apenas uma. Escolhemos a polia A :

Passo 2

E agora que já fizemos o diagrama de corpo livre, bora utilizar a velha relação que conhecemos para o atrito em correias na condição iminente de deslizamento:

T 2 T 1 = e μ s β

Onde T 2 é a tração máxima e T 1 é a tração mínima. E como a questão já nos fornece o valor de μ s , igual a 0,35 . E o ângulo β , que é o ângulo subentendido pelo arco do tambor sobre a qual a correia está enrolada, ao olhar a figura percebemos que vale 180 °   ou π   radianos. Sendo assim, obtemos que:

T 2 T 1 = e 0,35 π

T 2 T 1 ≅ 3,0028

T 2 ≅ 3,0028 T 1

Passo 3

b) Em seguida, vamos olhar a figura novamente:

Vemos que a próxima coisa que temos que fazer é simplesmente aplicar o somatório das forças em x :

→ + ∑ F x = 0

T 2 + T 1 = 900

3,0028 T 1 + T 1 = 900

T 1 = 900 4,0028   N

T 1 ≅ 224,84   N

E o valor de T 2 é dado por:

T 2 = 900 - T 1   N

T 2 = 900 - 224,84     N

T 2 ≅ 675,16   N

Passo 4

a) Obtido o valor das tensões, vamos agora fazer o somatório dos momentos em relação ao ponto A e descobrir o valor do nosso torque, que chamaeremos de M :

⤹ + ∑ M A = 0

M + 0,06 T 1 - T 2 = 0

M + ( 0,06   m ) ( 224,84   N - 675,16   N )

M = 27,0192   N ⋅ m ≅ 27,0   N ⋅ m

Pronto! Encontramos nossas respostas.

Resposta

a)

T o r q u e → M = 27,0192   N ⋅ m ≅ 27,0   N ⋅ m

b)

T 1 ≅ 224,84   N

T 2 ≅ 675,16   N

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