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FACULDADE ANHANGUERA DE RIBEIRÃO PRETO ENGENHARIA ELÉTRICA – 3º ANO ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS MECÂNICA GERAL RAQUEL CASSIA MACHADO RA: 1053008964

ATPS de Mecânica Geral - 1ª Etapa

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Text of ATPS de Mecânica Geral - 1ª Etapa

FACULDADE ANHANGUERA

FACULDADE ANHANGUERA DE RIBEIRO PRETOENGENHARIA ELTRICA 3 ANOATIVIDADES PRTICAS SUPERVISIONADASMECNICA GERALRAQUEL CASSIA MACHADO RA: 1053008964

RIBEIRO PRETO SP

MARO 2011PRIMEIRO DESAFIO

COMPETNCIAS E HABILIDADES

Ao concluir as etapas propostas neste desafio voc ter desenvolvido a competncia descrita a seguir: Aplicar conhecimentos matemticos, cientficos, tecnolgicos e instrumentais engenharia. Projetar e conduzir experimentos e interpretar resultados; Planejar, supervisionar, elaborar e coordenar projetos e servios de engenharia; Identificar, formular e resolver problemas de engenharia;DESAFIO

O grupo de alunos realizar um trabalho de clculos matemticos para auxlio aos engenheiros mecnicos de uma empresa montadora de tratores e guindastes. fundamentas que os clculos sejam bem explicados com relao aos problemas prticos propostos.

Ser entregue ao final desse trabalho em memorial de clculos detalhado, com todas as passagens e contas expressas claramente, bem como a resposta a alguns questionrios relevantes ao desafio proposto.

O trabalho do grupo objetivar auxiliares os engenheiros da equipe, no desenvolvimento do projeto de um guindaste movido por esteiras. Para tal, o gerenciamento do projeto coordenou e definiu etapas seqenciais da participao do grupo de alunos no projeto.Produo AcadmicaDescrio do que ser produzido.

Relatrios parciais, com os resultados das pesquisas realizadas em cada etapa. Memorial de clculos intermedirios com as respostas das questes. Relatrio final detalhado com a resoluo do desafio, feito etapa por etapa e incluindo memorial de clculo detalhado, explicado e com todas as passagens das contas indicadas.

Participao

Para a elaborao desta atividade, os alunos devero previamente organizar-se em equipes de 05 a 08 participantes e entregar seus nomes, RAs e e-mails ao professor da disciplina. Essas equipes sero mantidas durante todas as etapas.Padronizao

O material escrito solicitado nesta atividade deve ser produzido de acordo com as normas da ABNT1, com o seguinte padro:

em papel branco, formato A4;

com margens esquerda e superior de 3cm, direita e inferior de 2cm;

fonte Times New Roman tamanho 12, cor preta;

espaamento de 1,5 entre linhas;

se houver citaes com mais de trs linhas, devem ser em fonte tamanho 10, com um recuo de 4cm da margem esquerda e espaamento simples entre linhas;

com capa, contendo:

nome de sua Unidade de Ensino, Curso e Disciplina;

nome e RA de cada participante;

ttulo da atividade;

nome do professor da disciplina; cidade e data da entrega, apresentao ou publicao.

ETAPA 1

Aula-tema: Esttica dos pontos Materiais.Esta atividade importante para que voc desenvolva a aplicao dos conceitos de fora e suas componentes e aplique esses conceitos para solucionar problemas de equilbrio, cuja fora resultante do sistema de foras estudado nula.

Para realiz-la, importante seguir os passos descritos.PASSOS

Passo 1 - Leia e estude no captulo 3 do PLT os tpicos 3.1 Condies de Equilbrio de um Ponto Material, 3.2 Diagrama de Corpo Livre e 3.3 Sistemas de Foras Coplanares.Resposta: Equilbrio de um Ponto Material

De acordo com a primeira lei de Newton, sabemos que um corpo est em repouso ou em movimento retilneo e uniforme se a resultante das foras que atuam sobre ele nula. Nesse caso dizemos que o corpo est em equilbrio, que por sua vez pode ser esttico, quando o corpo est em repouso; ou dinmico, quando o corpo est em movimento.

O ponto P, da figura abaixo, est sujeito a ao de trs foras. Esse ponto encontra-se em repouso.

Portanto, podemos dizer que esse ponto encontra-se em equilbrio esttico, pois satisfaz a equao:

importante dizer que deve ser feita a soma vetorial de cada uma das foras, e transformar essa equao vetorial em equao escalar.Se as foras atuantes no ponto material forem coplanares, transforma-se a equao vetorial da soma das foras em duas equaes escalares, projetando-se as foras sobre os eixos cartesianos ortogonais X e Y. Sendo assim, as condies de equilbrio do ponto material podem ser estabelecidas da seguinte maneira: A adio algbrica das projees de todas as foras na direo do eixo X igual a zero:

A adio algbrica das projees de todas as foras na direo do eixo Y igual a zero:

A projeo ser positiva se o seu sentido coincidir com o sentido do eixo, e ser negativa se seu sentido for contrrio ao sentido do eixo. A projeo ser igual a zero quando a fora tiver direo perpendicular ao do eixo.Na figura podemos observar que as foras F2 e F3 esto na direo dos eixos Y e X, respectivamente, e a fora F1 forma um ngulo com o eixo X.Nesse caso as componentes da fora F1 na direo dos eixos X e Y so, respectivamente: F1x = F1.cos

F1y = F1.sen

Diagrama do corpo livreAntes de resolver qualquer problema de dinmica, de fundamental importncia a identificao de todas as foras relevantes envolvidas no problema. Para facilitar a visualizao destas foras, isola-se cada corpo envolvido e desenha-se um diagrama de corpo livre ou diagrama de foras para cada corpo, que um esquema simplificado envolvendo todas as massas e foras do problema.

Veja como fica a projeo de todas as foras no sistema de coordenadas cartesianas:

Sistemas de Foras Coplanares Diz-se que um ponto material est em equilbrio quando a resultante das foras que atuam sobre ele nula. Este equilbrio pode ser esttico ou cinemtico. Ser esttico quando a velocidade do ponto for nula, e ser cinemtico quando a velocidade do ponto for diferente da nula e constante.

O conceito de equilbrio de foras em um ponto material geralmente utilizado para determinar uma fora incgnita, tal como uma reao de apoio ou uma fora necessria para equilibrar esse ou aquele sistema de foras. Sendo assim temos:

Para que a origem dos eixos esteja em equilbrio necessrio que a resultante das foras aplicadas naquele ponto seja nula. Sabemos ainda que podemos representar qualquer fora atravs da soma vetorial das suas componentes cartesianas. Portanto, as foras coplanares podem representar a fora resultante do seguinte modo:

Passo 2 - Discuta e resolva os exemplos 3.1, 3.2, 3.3 e 3.4.Resposta: Exemplo 3.1: A esfera da figura abaixo tem massa de 6 kg e est apoida com o mostrado. Desenhe o diagrama de corpo livre da esfera, da corda CE e do n em C.

Resposta:

Esfera:Existem apenas duas foras atuando sobre a esfera: seu peso e a fora da corda CE.

Corda: Sua fora isolada de seu entorno, as duas foras que atuam sobre ela so: a fora da esfera e a fora do n. Pela terceira lei de Newton FCE e FEC puxam a corda e a mantm sob tenso, para que no se rompa, estando assim em equilbrio (FCE = FEC).N: O n em C tem trs foras, que so causadas pelas cordas CBA e CE e pela mola CD. Sendo que o peso da esfera no atua diretamente sobre o n, pois a corda CE que submete o n a essa fora.

Exemplo 3.2: Determine a tenso nos cabos AB e AD para o equilbrio do motor de 250 kg mostrado na figura abaixo.

Resposta: O ponto material est em A, pois ele se submete fora dos cabos AB e AD, mas tambm tem a fora do cabo CA que suporta o peso do motor.

R: AC = 2452 N ; ; .Exemplo 3.3: Se o saco tiver peso de 20 lb em A, determine o peso dele em B e a fora necessria em cada corda para manter o sistema na posio de equilbrio mostrada na figura abaixo.

Resposta: Como o peso de A conhecido, a tenso desconhecida nas duas cordas EG e EC determinada pelo equilbrio do anel em E.TAE = 20 lb

Exemplo 3.4: Determine o comprimento da corda AC da figura abaixo, de modo que a luminria de 8 kg seja suspensa na posio mostrada. O comprimento no deformado da mola AB lAB = 0,4 m e a mola tem rigidez KAB = 300 N/m.

Resposta: Se a fora na mola AB for conhecida, o alongamento da mola ser determinado usando F = ks. Para ento calcular geometricamente o comprimento de AC.

EQ

Passo 3 - Leia, com ateno, as informaes que seguem abaixo para determinar as foras atuantes no ponto material dado na figura abaixo:

Seja o problema de engenharia exposto na figura 1, a qual mostra a articulao O de uma das trelias do guindaste, cujo pino atua como ancoragem das quatro barras da estrutura da trelia. Esse pino de articulao deve ser projetado para resistir aos esforos atuantes nesta juno.

De acordo com os conhecimentos apresentados em classe, as leituras e os estudos recomendados nos passos 2 e 3, para o desenvolvimento do clculo dos esforos no pino, pode-se considerar o pino como um ponto material O e, portanto, as foras atuantes, desconhecidas sero determinadas, aplicando-se ao ponto O as condies de equilbrio Fx=0 e Fy=0. Determine todas as foras no ponto material.

DICA: Inicialmente, projeta se cada uma das foras envolvidas, conhecida ou no, nos eixos cartesianos, expressando cada uma delas em funo de seus vetores unitrios i e j.

Posteriormente, com o auxlio das condies de equilbrio, possvel calcular as foras desconhecidas F1 e F2 que atuam no pino, para que o engenheiro possa ento dimension-lo.Resposta:

Referncia Bibliogrfica:BRASIL ESCOLA. Disponvel em:

http://www.brasilescola.com/fisica/equilibrio-um-ponto-material.htm

Acesso em 11/03/2011.

Obs:

FEC - Fora da corda CE atuando no n.

FCD - Fora da mola atuando no n.

FCBA Fora da corda CBA atuando no n.

FCE

FCD

FCBA

60

FEC

Obs:

FCE - Fora da corda CE atuando na esfera.

FCE

Obs:

FEC - Fora do n atuando na corda CE.

FCE - Fora da esfera atuando na corda.

EMBED Equation.3

P = 58,9 N

FCE

TD

TB

CA = 2452N

x

y

30

45

TEC

E

G

30

TEG

TEG y

TEG x

TEA = 20lb

60

TAB x

TAC

A

P = 78,5 N

70

45

F1

F2

7 kN

4

TCD

4

3

5

C

38lb

x

TBC

45

y

30

TAB y

3

5

x

5 kN

O

30

y

PAGE 13

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