Enunciado

Um eixo guia tem 6 pés de comprimento e diâmetros, externos e internos, respectivamente iguais a 2,25 in. e 1.75 in. Sabendo que o eixo transmite 240 hp enquanto rotaciona em 1800 rpm, determine (a) a máxima tensão de cisalhamento e (b) o ângulo de giro do eixo G = 11.2 × 10 6 p s i .

Passo 1

E ai gurizada tudo belezinha? O enunciado pede que a gente determine a tensão de cisalhamento e o ângulo de giro, vamos antes de comecemos a solucionar, trazer os dados do enunciado...

L = 6   f t = 72   i n . G = 11 × 10 6   p s i τ a d m = 7500   p s i P = 240   h p 6600   l b ⋅ i n . / s h p = 1.584 × 10 6 l b ⋅ i n . / s f = 1800   r p m 1   H z 60   r p m = 30   H z

Para calcularmos a tensão precisamos antes encontrar a força P, venham comigo :D

P = T 2 π f : T = P 2 π f = 1.584 × 10 6   l b ⋅ i n . / s 2 π 30   H z = 8403 , 4   l b ⋅ i n .

Agora turma, calculemos (a) a tensão máxima de cisalhamento:

τ m = T c J = 8403.4   l b ⋅ i n . 1.125   i n . π 2 1.125   i n . 4   -   0.875   i n . 4 τ m = 5930   p s i

E por fim a letra o ângulo de giro do eixo:

φ = T L G J = 8403.4   l b ⋅ i n . 72   i n . 11 × 10 6   p s i π 2 1.125   i n . 4 - 0.875   i n . 4 = 34.48 × 10 - 3 r a d 180 ° π   r a d = 1.98 °

Resposta

Galerinha, a tensão máxima de cisalhamento e o ângulo de giro são, respectivamente, τ m = 5930   p s i e φ = 1.98 ° .

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