Um eixo árvore (diâmetro = 100 mm ) de uma máquina transmite a força de um motor com 70 cv e freqüência de 2 Hz . Calcule a força máxima cortante que o eixo sofrerá.
Passo 1
O enunciado diz que um eixo de diâmetro transmite a potência de um motor de com frequência de rotação . Para encontrar a força cortante máxima no eixo, vamos usar as relações entre potência, torque e força: . (potência em função do torque e da velocidade angular). . (torque em função da força cortante máxima e do raio do eixo).
Passo 2
Converter a potência de cavalos-vapor para watts, sabendo que
Logo,
Passo 3
Calcular a velocidade angular usando
Como , temos
Passo 4
Determinar o torque a partir de
Substituindo e ,
Passo 5
Calcular o raio do eixo:
Passo 6
Usar para achar :
Resposta
A força máxima cortante que o eixo sofrerá é aproximadamente .