Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - J. L. Meriam - Estática - Mecânica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 91
Determine as forças nos rolamentos e se uma força de na manivela for necessária para manter o equilíbrio do virabrequim de um motor monocilíndrico contra uma compressão no motor de biela na direção .
Passo 1
Fala galera! Tudo certo? Vamos dividir a resolução em algumas etapas, beleza? Prometo que vai ser bem rapidinho!
O enunciado nos pede para determinar as forças nos rolamentos e necessárias para manter o equilíbrio do virabrequim devido à força de aplicada na manivela do motor. Além das forças em e , não podemos esquecer da força de compressão em . Show de bola, então bora trabalhar!
Como foi dito que o corpo está em equilíbrio, podemos usar as equações de equilíbrio para determinar nossas incógnitas. Vamos começar pelo somatório de forças nas direções , e .
Do somatório na direção , temos a equação
Na direção , equação :
E na direção , a equação :
Passo 2
Beleza! Até aqui temos três equações. Vamos agora calcular o somatório de momentos que cada uma das forças exerce em torno do ponto que, para manter o equilíbrio, também deve ser igual a zero.
Como todas as componentes devem ser nulas:
Da equação :
Da equação :
E por geometria:
Da equação :
Substituindo e na equação :
Substituindo na equação
E analisando junto à equação , temos:
Substituindo a segunda na primeira:
Passo 3
Apesar de grande, é um sistema tranquilo de resolver né? Mas talvez você esteja se perguntando: e quanto às componentes e ???
Uma vez que não temos nenhuma força externa na direção , não haverá reação nessa direção nos pontos e .
Sendo assim, os módulos das forças em e são:
Ufa! Essa já foi hein? Partiu pra próxima!
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