Se o peso da caçamba carregada for W=400 N, qual é a tensão máxima de cisalhamento no eixo devido à torção?

Passo 1

O problema diz que uma caçamba, cujo peso carregado é W = 400 N, gera uma torção num eixo (por meio de um tambor de raio R). A matéria é Resistência dos Materiais – Torção em eixos circulares.
Para resolver vamos precisar de:
  1. calcular o torque T gerado pelo peso (T = W·R);
  2. saber a inércia polar J de uma seção circular (J = π·d⁴/32);
  3. usar a fórmula da tensão de cisalhamento máxima em torção, τₘₐₓ = T·c/J, sendo c = d/2.

Passo 2

Calcular o torque T aplicado no eixo.
T ;=; W;times;R
Aqui R é o raio do tambor em que a corda está enrolada.

Passo 3

Determinar o momento polar de inércia J da seção circular do eixo (diâmetro d):
J ;=;pi,d^432

Passo 4

Identificar a distância c do centro até a fibra mais externa (meio diâmetro):
c ;=;d2

Passo 5

Aplicar a fórmula da tensão de cisalhamento máxima para torção:
taumáx =T;cJ =T;l(d/2r)tfracpi,d^432 =16,Tpi,d^3 á

Passo 6

Substituir T = W·R:
taumáx = 16,(W,R)pi,d^3 á

Resposta

A tensão máxima de cisalhamento no eixo, em função dos dados, é
boxedtaumáx ;=;16,W,Rpi,d^3á

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