Enunciado

No sistema came-seguidor mostrado na Figura 3.38, a rotação do came imprime um movimento vertical ao seguidor. A haste de comando, que age como uma mola, foi comprimida por uma quantidade x 0 antes da montagem. Determine o seguinte:

(a) equação de movimento do seguidor, incluindo a força gravitacional;(b) a forca exercida sobre o seguidor pelo came;(c) as condições sob as quais o seguidor perde contato com o came.

Passo 1

(a) equação do movimento

m 0 x ¨ + k x + x 0 + m 0 g = F e ; x ¨ > 0 (1)

onde Fc = força exercida no seguidor pelo came, m0 = massa do seguidor mais um terço da massa da mola e x0 = deslocamento inicial da mola.

Passo 2

(b) Força exercida sobre o seguidor pelo came:

F e = m 0 x ¨ + k x + x 0 + m 0 g com x = e c o s ⁡ ω t (2)

Passo 3

(c) A condição sob a qual o seguidor perde contato com o came é quando Fc é zero e x ¨ é negativo. A Equação (1) pode ser usada para definir esta condição como:

k x + x 0 + m 0 g ≥ m 0 x ¨ (3)

Resposta

( a ) m 0 x ¨ + k x + x 0 + m 0 g = F e ; x ¨ > 0

(b) F e = m 0 x ¨ + k x + x 0 + m 0 g com x = e c o s ⁡ ω t

(c) k x + x 0 + m 0 g ≥ m 0 x ¨

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