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Quando apenas duas engrenagens estão engrenadas, a engrenagem motriz A e a engrenagem movida B sempre girarão em direções opostas. A fim de fazer com que elas girem na mesma direção, uma engrenagem intermediária C é usada. No caso mostrado, determine a velocidade angular da engrenagem B quando t = 5 s, se a engrenagem A parte do repouso e tem uma aceleração angular de 𝛼𝐴 = 3𝑡 + 2 𝑟𝑎𝑑/𝑠² , onde t é dado em segundos. Exemplo onde a aceleração angular é variável: Movimento plano geral, Velocidade absoluta e relativa Tema 7 Movimento plano geral • Pode ser sempre considerado como a soma de uma translação e de uma rotação. Considere, por exemplo, uma roda que rola sobre uma pista reta. Durante um certo intervalo de tempo, dois pontos dados, A e B, se moverão de A1 até A2 e de B1 até B2 respectivamente • Na figura o deslocamento das partículas A e B de uma placa pode ser dividido em duas partes: Translação - as partículas movem-se até A2 e B’1, com a linha AB mantendo a mesma direção; Rotação em torno de A - B move-se até B2, enquanto A permanece fixo. Movimento plano geral Velocidade absoluta e velocidade relativa A velocidade 𝑣 𝐴 corresponde à translação da placa junto com A, 𝑣 𝐵 é a velocidade absoluta de uma partícula B da placa, 𝑣 𝐵 𝐴 é a velocidade relativa associada à rotação da placa em torno de A . Velocidade absoluta e velocidade relativa • A velocidade absoluta 𝑣 𝐵 é obtida a partir da soma vetorial: 𝑣 𝐵 = 𝑣 𝐴 + 𝑣 𝐵 𝐴 • Representando por 𝑟 𝐵 𝐴 o vetor de posição de B relativo a A e por 𝜔𝑘 a velocidade angular da placa em relação aos eixos de orientação fixa, temos: Velocidade absoluta e velocidade relativa 𝑣 𝐵 𝐴 = 𝜔𝑘 × 𝑟 𝐵 𝐴 𝑣𝐵 𝐴 = 𝑟𝜔 Exemplo de aplicação Exemplo de aplicação a) Velocidade angular da engrenagem 𝑣𝐴 = 𝜔𝑟𝐴 → 1,2 = 𝜔. 0,15 → 𝜔 = 8 𝑟𝑎𝑑/𝑠 A engrenagem se desloca para a direita, logo ela gira no sentido horário. Pela regra da mão direita: 𝜔𝐴 = −(8 𝑟𝑎𝑑/𝑠)𝑘 Exemplo de aplicação b) As velocidades da cremalheira superior R e do ponto D da engrenagem 𝑣 𝑅 = 𝑣 𝐵 = 𝑣 𝐴 + 𝑣 𝐵 𝐴 = 𝑣 𝐴 + 𝜔𝑘 × 𝑟 𝐵 𝐴 𝑣 𝑅 = 1,2𝑖 − 8𝑘 × 0,1𝑗 = 1,2𝑖 + 0,8𝑖 = (2 𝑚/𝑠)𝑖 Exemplo de aplicação 𝑣 𝐷 = 𝑣 𝐴 + 𝑣 𝐷 𝐴 = 𝑣 𝐴 + 𝜔𝑘 × 𝑟 𝐷 𝐴 𝑣 𝐷 = 1,2𝑖 − 8𝑘 × (−0,15)𝑖 = (1,2 𝑚/𝑠)𝑖 + (1,2 𝑚/𝑠)𝑗 É um sistema de elementos unidos e organizados para transmitir movimento de maneira pré-determinada. A maioria dos mecanismos consiste não só de uma, mas de muitas partes móveis. Quando as diversas partes de um mecanismo estão conectadas por pinos, a análise do mecanismo pode ser efetuada considerando-se cada parte como um corpo rígido Movimento plano geral (mecanismos) Analisando o movimento de um mecanismo dado em uma translação junto com A e em uma rotação simultânea em torno de A. Movimento plano geral (mecanismos) 𝑣 𝐵 = 𝑣 𝐴 + 𝑣 𝐵 𝐴 Ou uma translação junto com B e em uma rotação simultânea em torno de B. Movimento plano geral (mecanismos) 𝑣 𝐴 = 𝑣 𝐵 + 𝑣 𝐴 𝐵 • Notamos que 𝑣 𝐴 𝐵 e 𝑣 𝐵 𝐴 têm a mesma intensidade, mas sentidos opostos. • O sentido da velocidade relativa depende do ponto de referência que tenha sido selecionado. Movimento plano geral (mecanismos) 𝑣 𝐵 = 𝑣 𝐴 + 𝑣 𝐵 𝐴 𝑣 𝐴 = 𝑣 𝐵 + 𝑣 𝐴 𝐵 Pequenas rodas estão fixadas nas extremidades das barras AB e giram livremente ao longo da superfície mostrada na figura. Sabendo que a roda A se desloca para a esquerda com velocidade constante de 1,5 m/s, determina (a) a velocidade da extremidade B da barra, (b) a velocidade angular da barra. Exemplo de aplicação Movimento plano Translação com A Rotação em torno de A Exemplo de aplicação a) a velocidade da extremidade B da barra 𝑣𝐵 𝑠𝑒𝑛 70° = 𝑣𝐵/𝐴 𝑠𝑒𝑛 60° = 1,5 𝑠𝑒𝑛 50° 𝑣𝐵 = 1,84 𝑚/𝑠 𝑣𝐵/𝐴 = 1,696 𝑚/𝑠 b) a velocidade angular da barra 𝑣𝐵 𝐴 = 𝐴𝐵 𝜔𝐴𝐵 1,696 = 0,75𝜔𝐴𝐵 𝜔𝐴𝐵 = 2,26 𝑟𝑎𝑑/𝑠