ATPS - FÍSICA II NA ENGENHARIA
Por: Dalves1004 • 19/9/2015 • Trabalho acadêmico • 1.925 Palavras (8 Páginas) • 357 Visualizações
ETAPA 1
Aula-tema: Leis de Newton
Esta etapa é importante para que você aprenda a identificar, representar e calcular as principais forças da mecânica.
Para realizá-la, é importante seguir os passos descritos.
PASSOS
Passo 1
Para evitar o deslizamento de pedras na encosta de um morro, uma sugestão oferecida é a ancoragem delas por meio de um cabo de aço fortemente fixado a rochas. Para isso, vamos determinar alguns parâmetros desse cabo.
Determine o peso da pedra sabendo que sua massa é de meia tonelada.
R: 500x 9,8 = 4.900 N
Passo 2
Represente um plano inclinado de 30º e determine a componente da força peso paralela ao plano.
[pic 1]
R: 2º - Componente da força peso paralela ao plano = Px
Px = m x g x sen θ
Px = 500 x 9,8 x sen 30º
Px= 2450 N
Passo 3
Determine a componente da força peso perpendicular ao plano. Para o caso do equilíbrio estático, determine a tração no cabo.
R: 1º - Força Peso Perpendicular ao plano = Py
Py = m x g x cos θ
Py = 500 x 9,8 x cos 30º
Py = 4.243 N
2º - Equilíbrio Estático:
F res X = Px – T
0 = 2.450 - T
T = 2.450 N
Passo 4
Adotando a inclinação do terreno como 30º e supondo desprezível o atrito, caso o cabo se rompa, qual será a aceleração da rocha da base do plano.
R: F res x = Px
m x ax = m x g x sen θ
500 x ax = 500 x 9,8 x sen 30º
500 x ax= 2.450
ax = 2.450 / 500
ax: 4,9 m/s ²
Passo 5
Considerando a encosta como um plano inclinado de 30º cujo valor de h (altura) tomado na vertical é de 300 m, determine o comprimento da encosta.
Ce = h / sen30°
Ce = 300 / 0,5
R: 600 m
Passo 6
Com os dados dos passos 4 e 5, determine a velocidade da rocha na base da encosta, supondo que não exista atrito.
R: Distância: 600 m
a: 4,9 m/s²
V² = Vo² + 2 x a (Δ X)
V² = 0 + 2 x 4,9 (600-0)
V² = 5.880
V = Raiz quadrada de 5.880
V = 76,681 m/s
ETAPA 2
Passo 1
Em determinadas catástrofes, temos que usar tratores para simplesmente arrastar os escombros. Um trator puxa uns escombros que estão apoiados sobre uma superfície horizontal cuja massa é de 750 kg por meio de uma corrente que está inclinada de 30º em relação à horizontal. Determine o trabalho realizado pelo cabo que puxa os escombros numa distância de 2m.
R: m = 750 kg
d = 2 m
g = 9,8m/s²
θ = 30º
W1 = ?
Fy = F . sen θ
Fy = P = m . g
F . sen θ = m . g
F . sen 30º = 750 . 9,8
F . ½ = 7350
F = 7350 / ½
F = 14700 N
W1 = F . d . cos θ
W1 = 14700 . 2 . 0,866
W1 = 25461 J
Passo 2
Para o passo anterior, determine o trabalho realizado pela força gravitacional e pela reação normal para o mesmo deslocamento.
Como os escombros somente se movimentam na horizontal, não há deslocamento vertical, então d = 0.
Wy = WN + Wg
Para a força gravitacional
R: WG = F . d . cos θ
Como d = 0, WG = 0
Para a força normal
WN = F . d . cos θ
Como d = 0, WN = 0
Então, Wy = 0 + 0, o que nos leva a Wy = 0
Passo 3
Determine também o trabalho total realizado sobre o bloco, utilizando os passos anteriores.
R: W = W1 + WN + Wg
W = 25461 + 0 + 0
W = 25461 J
Passo 4
Após alguns desabamentos, precisamos acionar um guindaste para remover laje, pedras e outros escombros. Determine a potência no cabo de um guindaste que eleva com velocidade constante uma pedra de 500 kg até uma altura de 5m, num intervalo de tempo de 20s.
R: m = 500 kg
h = 5 m
Δt = 20 s
g = 9,8m/s²
P = ?
P = W/ Δt
P = (m . g . h) / Δt
P = (500 . 9,8 . 5) / 20
P = 24500 / 20
P = 1225 W
Passo 5
Para o guindaste do Passo (4) acima, determine a potência no cabo em HP. Adote 1HP =746W.
R: P = 1225 W
1 HP = 746 W
1 HP = 746 W
X 1225W
746x = 1225
x = 1225 / 746
x = 1,643 HP
ETAPA 3
Passo 1 - Leia o trecho abaixo:
Segunda-feira, 16/11/20009- Essa é uma das hipóteses para a causa do acidente na obra do Rodoanel. O CREA quer saber que tipo de material foi usado nas vigas. Apenas uma das três vítimas continua internada. O conjunto era composto por quatro vigas de 80 toneladas cada uma. Calcule a energia potencial do sistema formado pelas quatro vigas sabendo que elas estavam a 8 metros do solo. Adote 1 tonelada = 1000 kg.
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