Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia: Estática Volume 1 - 6ª Edição - James L. Meriam, L. Glenn Kraige- Ed: 6º - Capítulo 6.10 - Ex. 143
143- Refira-se ao onde a massa da barra uniforme vale , e . Conforme a força é aumentada, o ângulo de equilíbrio também aumenta, desde que não ocorra deslizamento. O valor limite é atingido quando , onde está em radianos. Para valores de entre zero e , faça gráficos do valor de equilíbrios de , da força de contato normal , e do valor mínimo do coeficiente de atrito estático que impede que ocorra deslizamento naquele ângulo. Identifique o ângulo no qual atinge seu valor máximo.
Passo 1
Valores:
Gráfico com indo de zero até
Passo 2
Da questão passada encontramos as seguintes equações:
Pois agora varia e não tem o valor fixo de .
Passo 3
Temos também a equação da somatória dos momentos no ponto de contato que nos dá:
Isolando e substituindo os valores:
Podemos a partir dessa equação encontrar a expressão de , pois da equação de no passo 2 temos que:
Logo:
Agora podemos ter a equação de ao igualar essa última de com a equação de no segundo passo:
Passo 4
Plotando os gráficos em radianos no intervalo estabelecido temos:
Gráfico de :
Onde encontramos os valor máximo de igual a no ângulo de ou
Agora os gráficos de e .
Onde a curva azul é relativa a e a verde a .
Resposta
Gráficos do passo 4.