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A figura acima representa uma polia solidária ao eixo, através de uma chaveta de dimensões $B=15 \mathrm{~mm}, H=9 \mathrm{~mm}$ e comprimento de 80 mm . Um momento de torção $M_{T}=120 \mathrm{~kN.cm}$ é aplicado à polia. Sabendo-se que o eixo tem um diâmetro de 50 mm , calcule a tensão de cisalhamento atuante no plano da chaveta, que é tangente ao eixo, e assinale a opção correta.
The image shows a pulley attached to a shaft with a key. The key has dimensions B=15 mm and H=9 mm, and a length of 80 mm. The shaft has a diameter of 50 mm, and a torque of 120 kN.cm is applied to the pulley.
(A) 20 MPa
(B) 30 MPa
(C) 33 MPa
(D) 40 MPa
(E) 60 MPa
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Ensinando Através de Questões

há 4 meses

Respostas

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há 4 meses

Para calcular a tensão de cisalhamento atuante no plano da chaveta, podemos usar a fórmula da tensão de cisalhamento (\( \tau \)) em uma chaveta, que é dada por: \[ \tau = \frac{M_T \cdot r}{J} \] onde: - \( M_T \) é o momento de torção (em N.mm), - \( r \) é o raio do eixo (em mm), - \( J \) é o momento de inércia da seção transversal da chaveta. Primeiro, vamos converter o momento de torção de \( 120 \, \text{kN.cm} \) para \( \text{N.mm} \): \[ M_T = 120 \, \text{kN.cm} = 120 \times 10^3 \, \text{N} \times 10 \, \text{mm} = 1200000 \, \text{N.mm} \] O diâmetro do eixo é \( 50 \, \text{mm} \), então o raio \( r \) é: \[ r = \frac{50}{2} = 25 \, \text{mm} \] Agora, precisamos calcular o momento de inércia \( J \) da chaveta. Para uma chaveta retangular, o momento de inércia é dado por: \[ J = \frac{B \cdot H^3}{12} \] Substituindo os valores \( B = 15 \, \text{mm} \) e \( H = 9 \, \text{mm} \): \[ J = \frac{15 \cdot 9^3}{12} = \frac{15 \cdot 729}{12} = \frac{10935}{12} \approx 911.25 \, \text{mm}^4 \] Agora, substituindo os valores na fórmula da tensão de cisalhamento: \[ \tau = \frac{1200000 \cdot 25}{911.25} \approx \frac{30000000}{911.25} \approx 32.9 \, \text{MPa} \] Assim, a tensão de cisalhamento atuante no plano da chaveta é aproximadamente \( 33 \, \text{MPa} \). Portanto, a alternativa correta é: (C) 33 MPa.

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