Enunciado

O dispositivo mostrado é usado para testar molas de válvula de motor de automóvel. A chave de torque está diretamente conectada ao braço O B . A especificação para a mola da válvula de admissão automotiva é que 83   l b de força deve reduzir seu comprimento de 2   p o l . (comprimento sem tensão) para 1 11 16 p o l . Qual é a leitura correspondente M na chave de torque e que força F exercida na chave de torque à alça da chave é necessária para produzir essa leitura? Negligencie os pequenos efeitos das mudanças na posição angular do braço O B .

Passo 1

Fala galera! Tudo certo? Vamos dividir a resolução em algumas etapas, beleza? Prometo que vai ser bem rapidinho!

O enunciado nos pede determinar o módulo (leitura) de M da chave de torque devido à força F B = 83   l b e a força F necessária para produzir essa leitura.

Show de bola, então bora trabalhar! Vamos começar isolando o braço O B onde atuam as reações em O e a força da mola F B .

INSERIR DIAGRAMA DO BRAÇO OB

Como nós já sabemos que F B = 83   l b , podemos fazer o somatório de momentos em torno de O para descobrir diretamente o módulo de M . Sim! Simples assim

∑ M O = 0

F B * 6 - M = 0

M = 83 * 6

M = 498   l b ∙ i n

M = 41,5   l b ∙ f t

Passo 2

Show, feito isso, vamos isolar agora a chave de torque O A com as forças de reação e o binário em O e a força F .

INSERIR DIAGRAMA DA BARRA AO

Novamente, se fizermos o somatório de momento em torno de O eliminamos as incógnicas O x e O y nos restando apenas F que é o que de fato está sendo pedido. Então:

∑ M O = 0

M - F cos ⁡ 20 ° * 15 = 0

F = 498   15 cos ⁡ 20 °

F = 35,33   l b

Tranquilo né? Partiu pra próxima!

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Resposta

M = 41,5   l b ∙ f t

F = 35 , 3   l b

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