11.47 Um motor monocilíndrico tem um volante tipo anel com 23 cm de diâmetro médio pesando 200 N . O motor opera a 3000 rpm e tem uma flutuação admissível de 30 rpm . Determine o trabalho total de saída em joules.
Passo 1
O enunciado trata de um volante de inércia em forma de anel, de diâmetro médio
m e peso
N, girando a
rpm com flutuação admissível de
rpm. Queremos o trabalho total de saída, isto é, a variação da energia cinética de rotação entre o ponto de velocidade máxima e o mínimo:
Passo 2
Transformamos o peso em massa e calculamos o momento de inércia do anel.
Como , temos
Como
O raio médio é
e para um anel fino
Passo 3
Passamos rpm para revoluções por segundo e rad/s.
A velocidade média em rev/s é
A velocidade média em rev/s é
e a flutuação total
em rev/s é
Logo,
Passo 4
Usamos a forma fatorada da variação de energia:
Substituindo,
Resposta
O trabalho total de saída é aproximadamente
J.