Enunciado

No instante mostrado, a barra AB tem uma velocidade angular ω A B = 4   r a d / s e uma aceleração angular α A B = 2   r a d / s 2 . Determine a velocidade angular e a aceleração angular da barra CD nesse instante. O anel em C está conectado por pino a CD e desliza livremente ao longo de AB.

Passo 1

A origem dos eixos coordenados, seja ele o referencial ou o fixo, iremos considerar como tendo sua origem no ponto A, como a mostra a figura abaixo.

Além disso, vamos escrever o que o enunciado nos fornece:

Iremos escrever também o movimento relativo do ponto C:

Passo 2

Calcularemos, agora, as equações da velocidade relativa e da aceleração relativa.

A velocidade de v c pode ser calculada a partir de v c = ω C D × r C D , com isso, v C = - ω C D k × ( - 0,5 cos ⁡ 30 ° i - 0,5 s e n ⁡ 30 ° j ) =   - 0,250 ω C D i + 0,4330 ω C D j

Passo 3

A aceleração, a C D , pode ser calculada pela fórmula abaixo:

Passo 4

Vamos calcular v C / A x y z .

Igualando as componentes i e j, teremos:

Passo 5

Agora que encontramos o valor de ω C D , vamos substituir esse valor na fórmula da aceleração, Passo 3, para que a gente encontre o valor de α C D .

Igualando as componentes i e j, teremos:

Resposta

ω C D = 6,93   r a d / s

α C D = - 56,2   r a d / s 2

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