Cada hélice de um navio de duas hélices desenvolve um empuxo F de 300 kN na velocidade máxima. Ao manobrar o navio, ambas as hélices estão a toda velocidade, porém girando em sentidos opostos.
Determine o momento gerado pelas forças
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Determine o momento gerado pelas forças
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um navio com duas hélices, cada uma gerando um empuxo de 300 kN na velocidade máxima. Quando o navio está manobrando, ambas as hélices giram na direção oposta, mas ainda estão a toda velocidade. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é o momento (ou torque) gerado por essas forças. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é torque, como calcular ele e como as direções das hélices influenciam nesse cálculo.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é torque. Torque é uma medida de quão eficaz uma força é para causar rotação em torno de um ponto ou eixo. A fórmula básica para calcular o torque (
) é:
Onde:
-
é a força aplicada, -
é a distância perpendicular entre a linha de ação da força e o ponto de rotação.
Passo 3
No nosso caso, cada hélice aplica uma força de empuxo
. Supondo que as hélices estão localizadas a uma distância
do centro do navio, cada uma vai gerar um torque diferente dependendo da direção em que estão girando.
Passo 4
Como as hélices estão girando em sentidos opostos, os torques que elas geram também terão direções opostas. Vamos considerar que uma hélice gera um torque positivo (
) e a outra gera um torque negativo (
). Então, temos:
Passo 5
Agora, para encontrar o torque total (
), somamos os dois torques:
Resposta
O momento total gerado pelas forças
é igual a zero (
).