Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia: Dinâmica Volume 2 - 6ª Edição - James L. Meriam, L. Glenn Kraige- Ed: 6º - Capítulo 4.8 - Ex. 111
4/111) Substitua a corrente empilhada no Prob.4/92 por um rolo de corda de massa por unidade de comprimento e comprimento total como mostrado e determine a velocidade da seção em queda em termos de se acorda parte do repouso em . Mostre que a aceleração é constante em . A corda é considerda cmo sendo perfeitamente flexível em flexão , mas inextensível econstitui um sistema conservativo (sem perdade energia) . Os elementos dacorda adquirem sua velocidade de forma contínua a partir de zeró até em um pequeno trecho de transição da corda no topo do rolo . Para comparação com a corrente do Prob.4/92 , esta seção de transição pode ser considerada como tendo comprimento desprez´vel sem violar a exigência de que não haja perda de energia no presente problema . Determine também a força exercida pela plataforma sobre o rolo em termos de e explique por que se torna nula quando . Despreze as dimensões do rolo em comparação com .
Passo 1
Então galera , como o sistema inteiro é conservativo , temos que :
Logo ,
Isolando na equação , achamos que :
Sendo assim , para acharmos a aceleração basta derivarmos relação achada para a velocidade anteriormente :
Passo 2
Bom pessoal , como estudamos neste capítulo , a resultante de todas as forças externas deve ser igual a , a taxa de variação no tempo da quantidade de momento linear do sistema, sendo assim :
Logo ,
Consequentemente ,
Colocando em evidência :
Passo 3
Bom galera , analisando o problema para a seção vertical , temos que :
Logo ,
Isolando , achamos que :
Passo 4
Para um fluxo idealizado, um guia sem atrito deve ser introduzido. A guia e a bobina de comprimento são isoladas . Sendo assim , temos que ;
Logo ,
Isolando , achamos que :
Sendo assim , temos que quando .
Quando , por outro lado , a taxa de mudança de momento requer mais força do que , então reverte.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)