Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Beer - Estática- Ed: 9º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 5
5. Sabendo que a força de atrito máxima exercida pela garrafa sobre a rolha é , determine a força que se deve aplicar ao saca-rolhas para abrir a garrafa, a força máxima exercida pela base do saca-rolhas sobre a boca da garrafa.
Passo 1
Para achar o que o enunciado pede, vamos utilizar o princípio do trabalho virtual, mas para isso só iremos considerar as forças que realizam trabalho, que nesse caso são e a força de .
A fórmula do trabalho virtual é mostrada abaixo.
Vamos considerar dois pontos de análise, o ponto que é onde é aplicada a força e o ponto onde é aplicada a força sobre a rolha.
No nosso caso o será os deslocamentos virtuais dos pontos e , onde temos o seguinte:
Com isso achamos o que é pedido no item , para o achar o que é pedido em basta fazer a análise da equação de equilíbrio referente a força em relação a direção , aí conseguiremos achara força de atrito entre o saca rolhas e a garrafa que está na direção .
Passo 2
Então abrindo a equação do trabalho virtual temos:
Substituindo o que temos, ficamos com:
Então temos o seguinte:
Passo 3
Agora vamos analisar a equação de equilíbrio referente a força na direção . Vamos lá então:
Onde é a força de atrito entre a rolha e a garrafa.