Enunciado

A placa uniforme de 15   k g é soldada ao eixo vertical, que é suportado pelos rolamentos A e B . Calcule a magnitude da força suportada pelo rolamento B durante a aplicação do binário de 120   N m ao eixo. O cabo de C para D evita que a placa e o eixo girem, e o peso do conjunto é suportado inteiramente pelo rolamento A .

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 o módulo da força suportada pelo rolamento em B considerando o binário de 120   N m e o peso da placa uniforme de 15   k g . Para isso, precisamos começar calculando a tensão atuante no cabo A B em forma vetorial. Vamos adotar como eixo x o que aponta em direção ao ponto D , y o que aponta em direção ao ponto C e eixo z a vertical na direção dos pontos A e B .

T → = T r → r

T → = T - 0,6 i ^ 0,6 2 + 0,2 2 - 0,2 j ^ 0,6 2 + 0,2 2

Fazendo o equilíbrio de momentos sobre o eixo z , temos:

120 k ^ = - 0,6 i ^ × T - 0,6 i ^ 0,6 2 + 0,2 2 - 0,2 j ^ 0,6 2 + 0,2 2

120 = T - 0,6 * - 0,2 0,6 2 + 0,2 2

T = 632,46   N

∴ T = 632,46 - 0,6 i ^ 0,6 2 + 0,2 2 - 0,2 j ^ 0,6 2 + 0,2 2

T = - 600 i ^ - 200 j ^ N

Passo 2

Show, tudo certo até aqui né? Feito isso ainda temos duas incógnita, as reações nos pontos A e B . Como nos foi pedido apenas a força suportada pelo rolamento B , vamos calcular o momento em torno do ponto A e igualar a zero, já que o corpo está em equilíbrio.

M A = 0

- 0,2 k ^ × B x i ^ + B y j ^ + 0,3 i ^ - 0,48 k ^ × - W k ^ + 0,6 i ^ - 0,68 k ^ × - 600 i ^ - 200 j ^ = 0

0,2 B y - 136 i ^ + - 0,2 B x + 0,3 ( 15 * 9,81 ) + 408 j ^ + - 120 k ^ = 0

Para satisfazer a condição de equilíbrio, todas as componentes devem ser iguais a zero. Sendo assim, pela componente i ^ temos que:

0,2 B y - 136 = 0

B y = 680   N

E pela componente j ^ :

- 0,2 B x + 0,3 15 * 9,81 + 408 = 0

0,2 B x = 452,145

B x = 2260   N

E o módulo da força pode ser facilmente encontrado:

B = B x 2 + B y 2

B = 2260 2 + 680 2

B = 2360   N

Sussa ne? Então partiu pra próxima!

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Resposta

B = 2 , 36   k N

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