aula 1 - cin maq programa da disciplina 2024-1

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Universidade Federal de Campina Grande - UFCG
Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
Unidade Acadêmica de Engenharia Mecânica - UAEM
Prof. Fernando Almeida
Campina Grande, Paraíba
03/07/2024
Aula 1 - Programa da Disciplina
CINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
Programa da Disciplina
IDENTIFICAÇÃO DA DISCIPLINA:
Código Nome No de créditos Carga horária
1105414 CINEMÁTICA DAS MÁQUINAS 4 créditos 60 horas
Existe pré-requisito? ( X ) SIM ( ) Não
Qual?
Mecânica dos Corpos Rígidos II
CINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
FÍSICA GERAL I
MECÂNICA 
DOS CORPOS 
RÍGIDOS I
CÁLCULO 
DIFERENCIAL 
E INTEGRAL II
MECÂNICA 
DOS CORPOS 
RÍGIDOS II
CINEMÁTICA 
DAS 
MÁQUINAS
DINÂMICA 
DAS 
MÁQUINAS
1º PERÍODO 2º PERÍODO 3º PERÍODO 4º PERÍODO 5º PERÍODO 6º PERÍODO
Programa da DisciplinaCINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
ho·lís·ti·ca
Concepção, nas ciências humanas e sociais, que defende a importância da
compreensão integral dos fenômenos e não a análise isolada dos seus constituintes.
"holística", in Dicionário Priberam da Língua Portuguesa [em linha], 2008-2021,
 https://dicionario.priberam.org/hol%C3%ADstica [consultado em 22-09-2022].
https://dicionario.priberam.org/hol%C3%ADstica
EMENTA: de forma abreviada o conteúdo da disciplina versará sobre:
❑ Introdução a cinemática e a dinâmica;
❑ Posição e deslocamento da partícula e do corpo rígido;
❑ Análise cinemática de mecanismos planos e articulados pelos métodos gráficos 
e analíticos;
❑ Geometria do movimento;
❑ Introdução à síntese dos mecanismos. 
Programa da DisciplinaCINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
OBJETIVO GERAL:
Estudar tópicos relacionados à cinemática e dinâmica de máquinas, de modo a dar 
suporte à análise de mecanismos e dispositivos mecânicos. Tudo isso será 
direcionado a desenvolver a capacidade de projetar soluções para problemas de 
engenharia que possam ser construídos, utilizando uma metodologia de projeto. 
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
❑ Entender o comportamento cinemático e dinâmico de mecanismos, máquinas e 
dispositivos de sistemas mecânicos;
❑ Desenvolver formulações e equações constitutivas de mecanismos clássicos (ex. cursor-
biela-manivela, quadriláteros articulados, came-seguidor, plaina limadora, transmissões 
por engrenagens, etc.);
❑ Simular problemas através de equações analíticas no ambiente computacional e 
comparar com métodos de solução gráfica de velocidade e aceleração (métodos da 
composição e decomposição, polígonos, centros instantâneos de rotação, etc.);
❑ Desenvolver atividades de projeto usando métodos gráficos e analíticos para análise do 
comportamento dinâmico de mecanismos e dispositivos em termos de deslocamentos, 
velocidades e acelerações.
Programa da DisciplinaCINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO: os títulos dos tópicos e os seus detalhamentos 
são assim apresentados:
1. Introdução
❑ Estudo da cinemática das máquinas;
❑ Terminologia e definições de cinemática, mecanismos, máquina, ciclo, período e fase do 
movimento;
❑ Classificação dos mecanismos;
❑ Mobilidade ou graus de liberdade;
❑ Pares de elementos;
❑ Peça, cadeia cinemática;
❑ Inversão de mecanismos;
❑ Transmissão de movimento.
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CONTEÚDO PROGRAMÁTICO: os títulos dos tópicos e os seus detalhamentos 
são assim apresentados:
2. Posição e Deslocamento
❑ Análise de sistemas articulados;
❑ Mecanismo de quatro barras, mecanismo cursor-manivela, garfo escocês;
❑ Mecanismos de retorno rápido;
❑ Mecanismos de alavanca articulada;
❑ Mecanismos geradores de retas;
❑ Mecanismos de movimento intermitente.
Programa da DisciplinaCINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
3. Velocidade
❑ Movimentos linear, angular e relativo de um ponto;
❑ Métodos gráficos de análises de velocidades:
▪ composição e decomposição;
▪ centros instantâneos de rotação, teorema de Kennedy;
▪ polígonos de velocidades.
❑ Métodos analíticos:
▪ relações trigonométricas;
▪ vetorial.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO: os títulos dos tópicos e os seus detalhamentos 
são assim apresentados:
Programa da DisciplinaCINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
4. Aceleração
❑ Aceleração relativa entre pontos de um corpo rígido;
❑ Componente de Coriolis da aceleração;
❑ Métodos gráficos de análise de aceleração:
▪ polígonos.
❑ Métodos analíticos:
▪ vetorial.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO: os títulos dos tópicos e os seus detalhamentos 
são assim apresentados:
Programa da DisciplinaCINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
5. Síntese de Mecanismos
❑ Introdução à síntese dos mecanismos;
❑ Projetos de sistemas articulados como gerador de função;
❑ Problemas especiais (otimização de ângulo de transmissão, precisão de posição). 
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO: os títulos dos tópicos e os seus detalhamentos 
são assim apresentados:
Programa da DisciplinaCINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
METODOLOGIA:
Aulas expositivas em quadro branco e com projetor, orientação de trabalhos 
individuais e em grupos (pranchas). Acompanhamento da presença em sala de 
aula. 
FORMA DE AVALIAÇÃO: o aluno será avaliado ao longo da disciplina a 
partir/através de:
Acompanhamento da presença em sala de aula, resultados de trabalhos 
individuais (07 pranchas), bem como atribuição de notas através de 03 (três) 
estágios escolares.
❑ Cada prancha vale 1,0 ponto;
❑ Cada estágio escolar + pranchas = 10,0 pontos. 
Programa da DisciplinaCINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
BIBLIOGRAFIA BÁSICA: O aluno desenvolverá seus conhecimentos através das 
seguintes obras:
Programa da DisciplinaCINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
MABIE, H. H.; OCVIRK, F. W. Mecanismos. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e 
Científicos Editora, 1980.
MABIE, H. H.; OCVIRK, F. W. Dinâmica das máquinas. Rio de Janeiro: Livros 
Técnicos e Científicos Editora, 1980.
NORTON, R. L. Cinemática e dinâmica dos mecanismos. São Paulo: McGraw-
Hill, 2010. (05 exemplares).
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR:
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HIBBELER, R. C. Dinâmica: mecânica para engenharia, 10. ed. São Paulo: 
Pearson – Prentice Hall, 2005. Biblioteca virtual da UFCG.
MABIE, H. H. Mechanisms and Dynamics of Machinery, 3 ed. New York: John 
Wiley, 1975. 
MYSZKA, D. H. Machines & mechanisms – applied kinematic analysis. 3 ed. 
São Paulo: Prentice Hall, 2005.
SANTOS, I. F. Dinâmica de sistemas mecânicos. São Paulo: Makron Books, 
2001.
SHIGLEY, J. E.; UICKER, J. J. Theory of machines and mechanisms. 3 ed. São 
Paulo: McGraw-Hill, 1995. (01 exemplar).
BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR: 
MATLAB. Versão do Estudante - Guia do Usuário. Versão 4. São Paulo: Makron 
Books, 1997. 
SILVA, A. A. Apostila de Curso: Notas de Aulas de Mecanismos. Campina 
Grande: UFCG/UAEM, 2012.
Programa da DisciplinaCINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
Programa da DisciplinaCINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
MONITORIA:
Neste período solicitei um monitor
Os problemas deste livro são tipicamente do tipo “dados A, B, C e D, obtenha E”.
Exemplo:
Calcular a mobilidade dos mecanismos
da figura P2-1 parte 1 e parte 2.
CINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
Metodologia de um projeto
NORTON, R. L. Cinemática e dinâmica dos mecanismos. São Paulo: McGraw-Hill, 2010.
Infelizmente, na vida real, problemas de engenharia quase nunca são 
encontrados de forma estruturada, mas na forma “precisamos de algo para 
posicionar este objeto naquele orifício dentro do tempo necessário para 
movimentar este outro”.
O engenheiro recém-graduado buscará em vão nos livros alguma ajuda 
para resolver o problema.
CINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
Metodologia de um projeto
NORTON, R. L. Cinemática e dinâmica dos mecanismos. São Paulo: McGraw-Hill, 2010.
Exemplos de problemas não estruturados 
CINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
Metodologia de um projeto
NORTON, R. L. Cinemática e dinâmica dos mecanismos. São Paulo: McGraw-Hill, 2010.
1. Identificação da necessidade
Esse primeiro passo em geral é dado quando alguém, como um chefe ou 
cliente, pede-lhe “Nós precisamos de...”. Essa frase normalmente será 
breve e sem muitos detalhes.
Ela estará longe de lhe fornecer um problema estruturado. Pode-se, por 
exemplo, ouvir “Precisamosde um cortador de grama melhor”.
CINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
Metodologia de um projeto
NORTON, R. L. Cinemática e dinâmica dos mecanismos. São Paulo: McGraw-Hill, 2010.
2. Pesquisa preliminar - reunir informações 
Reunir informações sobre aspectos do problema.
Também é importante saber se o problema, ou um outro parecido, já foi 
solucionado.
Não há necessidade de reinventar a roda. Se você tiver a sorte de 
encontrar uma solução pronta no mercado será mais econômico comprá-la 
do que produzir uma.
Muitas empresas adquirem produtos de concorrentes, desmontam-nos e os 
analisam, um processo muitas vezes referido como benchmarking.
CINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
Metodologia de um projeto
NORTON, R. L. Cinemática e dinâmica dos mecanismos. São Paulo: McGraw-Hill, 2010.
CINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
Benchmarking - é um processo de comparação de produtos, serviços e 
práticas empresariais, e é um importante instrumento de gestão das 
empresas. O benchmarking é realizado através de pesquisas para comparar as 
ações de cada empresa.
O bechmarking tem o objetivo de melhorar as funções e processos de uma 
determinada empresa, além de ser um importante aliado para vencer a 
concorrência, uma vez que o benchmarking analisa as estratégias e possibilita a 
outra empresa criar e ter ideias novas em cima do que já é realizado.
O benchmarking consiste em aprender com outras empresas, sendo um trabalho 
de grande intensidade, que requer bastante tempo e disciplina. Pode ser aplicado 
a qualquer processo e é relevante para qualquer organização, tendo em conta que 
se trata de um instrumento que vai contribuir para melhorar o desempenho da 
empresa ou organização.
Significado de Benchmarking. https://www.significados.com.br/benchmarking. Acesso em 31 março 2018
Metodologia de um projeto
3. Estabelecimento do objetivo
Viabilidade técnica e econômica
Deve ser guiado por termos de visualização funcional, que significa 
visualizar sua função, ao contrário de características físicas particulares.
Por exemplo, se a necessidade original era projetar um melhor cortador de 
grama, após pesquisar sobre as inúmeras maneiras de como cortar a 
grama que foram criadas ao longo dos anos, o projetista inteligente irá 
restabelecer um outro objetivo, como projetar um modo de aparar a 
grama.
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Metodologia de um projeto
NORTON, R. L. Cinemática e dinâmica dos mecanismos. São Paulo: McGraw-Hill, 2010.
4. Especificações de desempenho
Requisitos do projeto: temperatura, espaço físico, etc.
Quando a teoria for compreendida e o objetivo claramente estabelecido, 
você estará pronto para formular um grupo de especificações de 
desempenho (também chamadas de especificações ou requisitos de 
funcionamento). Essas não devem ser especificações de projeto.
 A diferença é que a especificação de desempenho define o que o sistema 
precisa fazer, enquanto as especificações de projeto dizem como isso deve 
ser feito.
CINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
Metodologia de um projeto
NORTON, R. L. Cinemática e dinâmica dos mecanismos. São Paulo: McGraw-Hill, 2010.
5. Idealização e invenção
Esta fase é provavelmente, para muitos projetistas, a mais gratificante, mas 
também a mais difícil.
Explora-se a criatividade.
Ferramenta – brainstorming
Requisitos: custo, tamanho, peso, etc.
CINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
Metodologia de um projeto
NORTON, R. L. Cinemática e dinâmica dos mecanismos. São Paulo: McGraw-Hill, 2010.
6. Análise e 7. Seleção
Figura 1. matriz de tomada de decisões.
fator de ponderação: mede a 
importância relativa do 
quesito.
Você, como engenheiro de 
projeto, deve exercitar seu 
julgamento para selecionar os 
quesitos e os fatores de 
ponderação.
Essa matriz é então preenchida com números que classificam cada projeto em uma 
escala conveniente, por exemplo, de 1 a 10, em cada categoria. Note que essa 
pontuação é subjetiva e escolhida por você.
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Metodologia de um projeto
NORTON, R. L. Cinemática e dinâmica dos mecanismos. São Paulo: McGraw-Hill, 2010.
Outros quesitos a considerar: acessibilidade e aspectos ecológicos (descarbonização).
8. Projeto detalhado
9. Prototipagem e testes
Esse passo geralmente inclui a criação de um conjunto completo de 
desenhos de montagem e detalhados de cada um dos elementos utilizados 
no projeto.
Os desenhos de detalhe devem especificar todas as dimensões e o material 
necessário para produzir a peça.
Uma pessoa não pode ter certeza de que o projeto é viável e correto, até 
que ele seja montado e testado. Isso geralmente envolve a construção de 
um protótipo.
Protótipos geralmente são caros, mas podem ser o modo mais econômico 
de testar um projeto em vez de construir o equipamento em escala real.
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Metodologia de um projeto
NORTON, R. L. Cinemática e dinâmica dos mecanismos. São Paulo: McGraw-Hill, 2010.
10. Produção
Finalmente, com tempo, dinheiro e perseverança suficientes, o projeto 
estará pronto para ser produzido.
Isso pode consistir na fabricação de uma única versão final do projeto, mas 
provavelmente significará a produção de milhares, talvez milhões do seu 
objeto.
O perigo, a perda financeira e o embaraço de encontrar falhas no projeto, 
após ter sido produzido um grande número de dispositivos defeituosos, 
deve inspirá-lo a tomar muito cuidado nas fases preliminares do projeto, 
para garantir que está tudo certo.
CINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
Metodologia de um projeto
NORTON, R. L. Cinemática e dinâmica dos mecanismos. São Paulo: McGraw-Hill, 2010.
11. Manutenção e assistência técnica
12. Obsolescência técnica
CINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
Metodologia de um projeto
ob·so·les·cên·ci·a
(obsolesc[ente] + -ência)
substantivo feminino
1. Desclassificação tecnológica do material industrial, motivada pela aparição
de um material mais moderno.
2. Redução gradativa e consequente desaparecimento.
3. Fim de um processo fisiológico.
4. [Medicina] Atrofia dos tecidos por esclerose.
"Obsolescência", in Dicionário Priberam da Língua Portuguesa [em linha], 2008-
2021, https://dicionario.priberam.org/obsolescencia [consultado em 20-11-2021].
https://dicionario.priberam.org/obsolescencia
Notem que, pela natureza das etapas de projeto, não há apenas uma 
resposta correta ou solução para cada problema de projeto.
Diferentemente da estrutura dos problemas presentes em “livros-texto de 
engenharia”, à qual a maioria dos estudantes está acostumada, não 
existem respostas corretas no “final do livro” para cada problema real. 
Existem tantas boas possíveis soluções quanto pessoas tentando 
solucioná-las. Algumas soluções serão melhores que outras e muitas 
funcionarão. Algumas não! Não existe apenas “uma solução correta” em 
engenharia de projeto, o que a faz mais interessante.
CINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
Metodologia de um projeto
NORTON, R. L. Cinemática e dinâmica dos mecanismos. São Paulo: McGraw-Hill, 2010.
Bibliografia
CINEMÁTICA DAS MÁQUINAS
NORTON, R. L. Cinemática e dinâmica dos mecanismos. São Paulo: McGraw-Hill, 2010.
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