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Alguém me ajuda pfvv! conservação de energia

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Mensagem por nichiren1996 Sex 11 Dez 2020, 18:04

Cada uma das barras de ligação, mostradas na figura, possuem massa igual a 2kg e raio de giração kg = 60mm. O guia deslizante B possui massa de 3kg e se move livremente na vertical. A mola possui constante elástica igual a 6kN/m. Se um momento igual a M = 20N.m é aplicado na barra OA a partir da posição de repouso do sistema, θ = 45°, determine a velocidade angular da barra quando OA quando θ = 0°.
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nichiren1996
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Alguém me ajuda pfvv! conservação de energia Empty Re: Alguém me ajuda pfvv! conservação de energia

Mensagem por Verkylen Dom 13 Dez 2020, 20:51

Energia inicial do sistema, composta pelas energias potenciais gravitacionais das peças em repouso:
Ei = [M.g.L.cos(45°)/2] + [3.M.g.L.cos(45°)/2] + [2.m.g.L.cos(45°)]

Ei = 2.(M + m).g.L.cos(45°)

O torque aplicado adiciona uma determinada quantidade de energia ao sistema:
W = T.Dtheta

E assim, o sistema adquire uma nova energia, composta pelas energias potenciais gravitacionais das peças, da energia armazenada na mola e das velocidades angulares das barras:
Ef = [M.g.L/2] + [3.M.g.L/2] + [2.m.g.L] + [K.x²/2] + [I.w²/2] + [I.w²/2]

Ef = 2.(M + m).g.L + [K.x²/2] + I.w²

Em que os momentos de inércia das barras podem ser obtidos através do raio de giração:
I = k².M

Logo:
Ef = 2.(M + m).g.L + [K.x²/2] + k².M.w²

Pelo raciocínio desenvolvido:
Ei + W = Ef

Então:
2.(M + m).g.L.cos(45°) + T.Dtheta = 2.(M + m).g.L + [K.x²/2] + k².M.w²

Isolando a velocidade angular:
w =
([2.(M + m).g.L.(cos(45°) - 1) + T.Dtheta - (K.x²/2)]/[k².M])^(1/2)

Dados:
M = 2 kg
m = 3 kg
g = 10 m/s²
L = 0,2 m
T = 20 N.m
Dtheta = 45° - 0° = 45° = (pi/4) rad
K = 6000 N/m
x = 0,05 m
k = 0,06 m

Logo:
w = 18,0666 rad/s

Verkylen
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