Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia: Dinâmica Volume 2 - 6ª Edição - James L. Meriam, L. Glenn Kraige- Ed: 6º - Capítulo 3.7 - Ex. 168
O cursor de com a mola conectada se desloca com atrito de até ao longo da haste fixa. Se o cursor tem uma velocidade de em e uma velocidade de em , determine a perda de energia devido ao atrito. A mola tem uma rigidez de e um comprimento sem deformação de . O plano - é horizontal. Determine também a força de atrito média durante o movimento de para .
Passo 1
O trabalho da força de atrito altera a energia mecânica total do sistema, de modo que podemos escrever:
Vamos calcular cada um desses termos separadamente:
Passo 2
Para calcular a variação de energia potencial elástica , primeiramente vamos determinar os valores das deformações e . Como o comprimento natural da mola é de , temos:
Então:
Passo 3
Agora sim podemos calcular o trabalho da força de atrito!
Por último, podemos calcular a força de atrito média usando a fórmula do trabalho:
onde é o deslocamento do cursor de até .