Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia Estática - 12ª Edição - Russel C. Hibbeler- Ed: 12º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 118
Se for aplicado ao cabo da alavanca , determine o torque máximo que a embreagem pode transmitir. O coeficiente de atrito estático na superfície em contato é .
Passo 1
Vamos desenhar o diagrama de corpo livre dessa situação para entendermos a situação da nossa questão!
Passo 2
Para um sistema em equilíbrio, temos que o somatório das forças nos eixos de referência ( e o momento em relação a um ponto são iguais a zero. Vamos ver aqui no nosso caso. Para o diagram de corpo livre , que tal calcularmos o momento em relação ao ponto ?
Fazendo uso desse resultado, vamos analisar o somatório das forças no eixo agora para o diagrama . Assumindo a direção para direita como positiva, temos:
Passo 3
A área do elemento diferencial mostrado na figura é dada por:
Assim, podemos escrever a área como:
A pressão atuando na superfície cônica é:
Passo 4
A força normal atuando no elemento diferencial de área é . Além disso, a força de atrito atuando nesse elemento diferencial é dada por . A equação do momento sobre o eixo da embreagem é:
Resposta
O torque máximo é igual a: