Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia: Estática Volume 1 - 6ª Edição - James L. Meriam, L. Glenn Kraige- Ed: 6º - Capítulo 6.7 - Ex. 76
76- Calcule o torque necessário para girar o carretel de cabo telefônico de no sentido horário contra a força trativa de no cabo. O diâmetro do mancal vale e o coeficiente de atrito para o mancal é .
Passo 1
O que vai nos interessar nessa questão é o momento que a força de faz no centro do carretel, que é de:
Lembrando que temos que calcular o momento nas unidades padronizadas, isso é de para e de para Além de que a força está sendo aplicada na tangente do raio de .
O momento encontra-se no sentido anti-horário.
Passo 2
O ângulo de atrito do carretel será de:
Logo o nossa raio de atrito será de:
Com isso podemos desenhar nosso sistema de forças:
De forma com que surgirá para atrapalhar o movimento de que é no sentido horário. E as forças presentes na tangente do carretel estejam nela, uma vez que ela será a força contrária ao movimento de que é o pretendido pela máquina.
Onde a força do carretel tem valor de:
Passo 3
A força resultante presente no carretel é uma força presente nos eixos e e vale:
E seu módulo vale:
Isso faz com que se seja criado um momento igual a:
Uma vez que independente da direção dessa força resultante ela sempre será paralela a um raio de atrito.
Logo o nosso momento que vai fazer com que nossa roda tenda a girar ao sentido horário tem que ser de tal forma que se oponha aos outros dois momentos que surgem no sentido anti-horário, que vale: