Um bastão leve de comprimento l, girando livremente, é pressionado contra uma roda giratória por uma força P aplicada em seu meio. O coeficiente de atrito entre os materiais da haste e da roda é f. Calcule, para ambos os sentidos de rotação, a força de atrito F em função das variáveis ​​I, P e f, e quaisquer outras que sejam relevantes. Uma dessas duas situações às vezes é chamada de trava de fricção. Qual deles, e por quê?

Passo 1

Diagrama de corpo livre do link (rotação CCW)

Força de fricção

F = f F N

∑ m A = 0

- F ( l ) s i n ⁡ θ - p l 2 c o s ⁡ θ + F N ( l ) c o s ⁡ θ = 0

F 1 5 - t a n ⁡ θ = P ^ 2

F = p t 2 ( 1 - t a t a n ⁡ θ )

Passo 2

Para rotação CW F está em rotação oposta

Σ M A = 0

F ( l ) s i n ⁡ θ - P l 2 c o s ⁡ θ + F N ( l ) c o s ⁡ θ = 0

F 1 7 + t a n ⁡ θ = ρ 2

F = p f 2 ( 1 + f + t a n ⁡ θ )

O MECANISMO SE TORNA UM INIMIGO DO BLOQUEIO DE FRICÇÃO

F - ∞  PARA    t a x ⁡ θ = 1 f

Resposta

θ = 1 f