Com base nessas informações e na figura precedente, julgue o...
A figura anterior ilustra um sistema de frenagem
manual de um tambor de raio R2 = 50 cm. A frenagem ocorre
devido ao atrito de Coulomb entre a superfície externa do
tambor e a superfície de contato de uma sapata de freio fixada
no ponto C de uma barra, que é livre para girar em torno do
ponto A. O coeficiente de atrito dinâmico entre as superfícies
é μd = 0,8. A força de frenagem depende da carga P aplicada
no ponto D da barra. No tambor, há um carretel de raio
R1 = 20 cm, em que uma corda enrolada sustenta a carga B de
massa MB = 20 kg. A distância de D a C é LCD = 80 cm. A
distância entre C e A é LAC = 40 cm. A massa do tambor é
igual a MT = 60 kg e o raio de giração em torno de seu eixo de
rotação O é k0 = 40 cm. O raio de giração é aqui definido
como a distância em relação ao eixo de rotação em que
se pode concentrar a massa total do tambor, de modo que
o momento polar de inércia calculado para a massa
concentrada seja equivalente ao momento polar de inércia
calculado para a massa total distribuída.
Com base nessas informações e na figura precedente, julgue o próximo item.
Se, no momento de aplicação da carga P, a massa B estiver
em movimento descendente com velocidade constante,
então, a partir desse momento, a barra AD estará submetida a
esforços de flexão, cortantes e de compressão, no trecho AC.
Comentários
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Flexão: devido à força P e as reações
Cortante: devido à força P e as reações
No trecho AC, além de cortante e flexão, existirá esforço normal de tração devido a força Cy causada pelo atrito entre o tambor e a sapata.
Complementando:
Flexão: devido à força P e as reações
Cortante: devido à força P e as reações
No trecho AC, além de cortante e flexão, existirá esforço normal de tração devido a força Cy causada pelo atrito entre o tambor e a sapata. O atrito é para baixo no tambor, mas seu par ação/reação na sapata é para cima. Assim, há tração no trecho AC e compressão no trecho CD.
A flexão não promove uma tensão de compressão e outra de tração em lados opostos da linha neutra?
JUSTIFICATIVA - CESPE - ERRADO
Como o tambor gira no sentido antihorário, exerce uma força de atrito no ponto C da barra com sentido para cima, Ry, e uma força de reação horizontal, Rx (força de contato), com sentido para a direita. A magnitude de Ry, por sua vez, depende da força de contato entre as superfícies e do coeficiente de atrito dinâmico, Ry = µdRx. Considerando que a barra não tem movimento, a soma de todas as forças atuantes, incluindo as reações do apoio A, deve ser igual a zero. A força de reação no apoio A deve ser decomposta em suas componentes nas direções horizontal, Ax, e vertical, Ay. Para haver equilíbrio de forças na direção horizontal, a reação do apoio A nessa direção deve ter sentido igual ao da força P. A ação conjunta dessas forças (horizontais) sobre a barra gera esforços de flexão e esforços cortantes. Por outro lado, para haver equilíbrio de forças na direção vertical, a soma da força de atrito com a força de reação do apoio A na direção vertical deve ser igual a zero. Como a força de atrito atuante na barra tem direção vertical com sentido para cima, a reação do apoio A na direção vertical tem magnitude igual e sentido inverso ao da força de atrito, ou seja, o trecho AC da barra estará submetido a esforços de tração, além dos esforços de flexão e cortantes.
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