Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Rao - Vibrações mecânicas- Ed: 4º - Capítulo 8.Problemas - Ex. 10
O cabo entre as duas torres de transmissão de energia elétrica tem de comprimento. As extremidades do cabo estão presas a uma tensão (Figura 8.24). A densidade do material do cabo é . Determine a área da seção transversal e a tensão inicial do cabo necessárias, caso seja exigido que as primeiras quatro frequências naturais estejam entre e .
Passo 1
E aí, galerinha!
Bom! Bora lá!
Temos os seguintes dados...
Agora se liga na fórmula abaixo para a frequência harmônica em um modo qualquer...
Passo 2
Pois muito bem! Tá lgd que a fórmula da velocidade de propagação de onda em um cabo ou corda, é dada por...
Substituindo isso na fórmula do lá do que a gente colocou, chegamos à...
Passo 3
Bom! O que a gente quer é que a frequência fique na seguinte faixa abaixo...
Passando pra ...
Como estamos considerando quatro frequência naturais, isto é...
Vamos então, pegar o quarto modo, que é o valor máximo possível para . Nesse caso, queremos que...
Dessa forma, ficamos com...
Substituindo os valores numéricos...
Isso quer dizer, que se por exemplo (O enunciado não fala nada, tá ok!) o nosso material fosse aço com uma tensão admissível de
E a nossa seção transversal fosse um círculo com de diâmetro e portanto uma área de...
A força admissível seria dada por...
Que no final das contas é menor do que o valor que a gente achou pra . E portanto, a nossa estimativa é satisfatória!
Lembrando que é só uma estimativa! O enunciado não nos deu nada!
Então a gente não tem nada a perder!
Mas deu bom! Sucesso!