Enunciado

Resolva o Problema 17.12, considerando que a velocidade angular inicial do volante é 360 rpm no sentido horário.

PROBLEMA 17.12 O tambor de freio de 160 mm de raio é preso a um volante maior que não está mostrado na figura. O momento de inércia de massa total do volante e do tambor é 20 kg m2 e o coeficiente de atrito cinético entre o tambor e a sapata do freio é 0,35. Sabendo que a velocidade angular inicial do volante é 360 rpm no sentido anti-horário, determine a força vertical P que precisa ser aplicada ao pedal C para fazer o sistema parar em 100 revoluções.

Passo 1

O enunciado pede que a gente determine a força vertical P que precisa ser aplicada ao pedal C

Considere os dados :D

ω 1 = 360   r p m = 12 π   rad/s

ω 2 = 0

T 1 = 1 2 I ω 1 2 = 1 2 14 12 π 2 = 9.948 × 10 3   ft ∙ lb

T 2 = 0

Passo 2

Trabalho.

θ = 100 2 π = 628.32   rad

M D = F f r = F f 0.200

U 1 → 2 = - M D θ = - F f 8 12 628.32 = - 418.88 F f

Passo 3

Princípio de trabalho e energia.

T 1 + U 1 → 2 = T 2 :               9.948 × 10 3 - 418.88 F f = 0

F f = 23.75   lb

Passo 4

Atrito cinético.

F f = μ k N :               N = F f μ k = 23.75 0.35 = 67.859

Estática.

+ Σ M A = 0 :                 9   in . P + 2   in . F f - 10   in . N = 0

9 P - 2 23.75 - 10 67.859 = 0

P = 80.68

Resposta

P = 80.7   lb ↓

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