Um eixo maciço de aço de de comprimento, com de diâmetro, transmite . Determinar a mínima velocidade com a qual o eixo pode girar, sabendo-se que a tensão de cisalhamento admissível é de e que o ângulo de torção não deve exceder a .

Para um eixo maciço, temos que:

A gente consegue escrever uma relação entre a tensão máxima, o torque produzido nessa situação e o raio do eixo, pela expressão:

Substituindo nossos dados, achamos o torque máximo para essa tensão:

Achamos o torque que acontece no caso limite do critério da tensão. Mas ainda temos outro critério para analisar.

Precisamos testar o critério que falta: o ângulo de torção máximo.

Para o torque limite para esse critério, vamos usar a relação:

Substituindo nossos dados:

Agora que a gente tem o torque limite máximo para cada um dos critérios, precisamos escolher o menor entre eles, já que queremos atender os dois critérios ao mesmo tempo.

A gente vê que o nosso torque máximo vai ser:

Vamos achar a frequência para esse torque, para a transmitir a potência que a gente quer, pela relação:

Vemos que como e são inversamente proporcionais, ao usarmos o torque máximo possível, chegamos na frequência mínima.

Substituindo os dados do nosso problema:

Vamos achar a velocidade de rotação a partir dessa frequência, pela relação:

Logo,

Assim, nossa velocidade é:

Ufa! Conseguimos!