A1_Projeto de Mecanismo

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PROJETO DE MECANISMO 
ATIVIDADE 1 
 
 1 – A aceleração angular é um fator relevante pela responsabilidade em alterar a velocidade 
angular com o passar do tempo. É uma particularidade quando se estuda movimento circular 
uniformemente variado. Supondo que uma pessoa montada em uma bicicleta iniciou o 
movimento e que a velocidade da catraca era de 9 rad/s. Após 12 segundos de subida, a 
velocidade foi reduzida para 3 rad/s. 
Determine a aceleração angular do movimento da catraca da bicicleta sabendo que esse tipo de 
movimento é retardado, ou seja, há diminuição de velocidade, contudo aceleração é negativa 
 
 
 
2 – A mola é um elemento de extrema importância em diversos aspectos, já que é capaz de 
armazenar energia por meio de sua deformação. Por isso, uma aplicação comum é o uso em 
sistemas de amortecimento, pois permite minimizar as vibrações do sistema conectado a elas. 
Suponha que o projeto de um vagão ferroviário tipo gôndola tem 8 molas iguais em sua 
composição com as seguintes características: diâmetro do fio=0,0127 m; número de espiras ativas 
= 5; módulo de cisalhamento = 60 GN/m²; diâmetro médio das espiras = 0,254 m. 
Determine a constante de cada mola e a constante do sistema total (vagão) respectivamente. 
 
 
 
3 – Nem sempre é possível construir um sistema de molas com o valor de projeto. Então a 
associação de molas em configuração série ou paralelo, ou em ambas, pode fornecer ao projetista 
o valor desejado. Assim pode-se construir uma gama reduzida de valores de molas que podem ser 
associadas. A associação de molas ocorre, por exemplo, em amortecedores, que têm dois tipos 
diferentes de molas, atendendo a alguns requisitos. 
Supondo um sistema mecânico que tem molas associadas em série com seus respectivos valores: 
k1 = 100 N/m; k2 = 150 N/m; k3 = 200 N/m, calcule a rigidez equivalente desse sistema. Assinale a 
alternativa que apresenta o resultado correto 
 
 
 
4 – Para amortecer a queda no chão durante uma brincadeira, são colocados todo tipo de objetos 
considerados “fofos” . Assim, quanto maior a altura da proteção, maior a sensação de segurança 
repassada. Durante uma dessas brincadeiras com o filho pequeno, um pai propõe pegar um 
 
 
colchão. Porém a mãe, temendo por algo, sugere colocar dois colchões iguais, um em cima do 
outro. 
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir referentes à atitude da mãe e a relação 
proposta entre elas. 
I. A escolha da mãe faz com que os colchões deformem mais do que quando colocado apenas 
um colchão. 
PORQUE: 
II. Colocar dois colchões torna o coeficiente de mola menor, já que o efeito de amortecimento 
é visto como duas molas em série. 
 
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta. 
 
 
 
5 – É muito comum que, para minimizar oscilações ou vibrações vindas do ambiente externo, 
experimentos ou conexões sensíveis sejam presas entre molas. Desse modo, as molas irão 
absorver a vibração, que não afetará o que estiver conectado a elas. Duas molas são conectadas a 
um bloco, conforme a figura a seguir, e estão presas em uma base rígida e no bloco. As duas molas 
têm constantes k = 5 N/m e comprimento l = 2 m. O bloco tem massa de 10 kg. 
 
Figura - Conjunto mola-bloco aplicado no exercício 
Fonte: Elaborada pelo autor. 
#PraCegoVer: a imagem apresenta uma ilustração de um sistema, em que constam duas placas 
horizontais, tendo entre elas duas molas, Mola M1 e Mola M2, que prendem entre ambas um 
 
 
bloco de massa M. Desse modo, o bloco está preso pela mola M1 na sua parte de cima e pela mola 
M2 na parte de baixo. Ao lado direito, existe uma seta vertical (g) indicando a gravidade no sentido 
para baixo. 
Considerando a gravidade g = 10 m/s², analise as afirmativas a seguir em relação ao que ocorrerá a 
partir do momento em que o bloco for solto e atingir a condição de repouso. 
I. A mola M2 irá comprimir até seu comprimento máximo, já que a força do bloco é maior que 
a força que a mola pode aplicar. 
II. A mola M1 irá estender 1 m a partir de sua posição original. 
III. O bloco ficará no mesmo lugar, já que a forma aplicada pelas molas é a mesma. 
IV. A mola M2 irá aplicar uma forma de 50 N no bloco. 
É correto o que se afirma em: 
 
 
 
6 – A mola é considerada um elemento elástico capaz de armazenar energia mecânica. Há uma 
grande quantidade de tipos e de formas e elas estão presentes nos simples objetos, como uma 
lapiseira, até em sistemas de grande complexidade. Em um projeto mecânico, as molas podem 
estar condicionadas, ou seja, associadas em paralelo ou em série. Essas associações existem para a 
melhor distribuição das forças. 
Supondo um sistema mecânico que tem molas associadas em paralelo com seus respectivos 
valores: k1 = 100 N/m; k2 = 150 N/m; k3 = 200 N/m, calcule a rigidez equivalente desse sistema. 
Assinale a alternativa que apresenta o resultado correto. 
 
 
 
7 – Em algumas situações, é difícil medir com precisão as entidades mecânicas, como velocidade, 
aceleração ou deslocamento. Como essas grandezas físicas estão relacionadas, pode-se estimar o 
valor de uma delas a partir do conhecimento das demais. 
Supondo que seja de interesse verificar a velocidade e o deslocamento de um elevador, em que se 
conheça apenas que ele atinge de 0 a 30 km/h em 4 s. Considerando que o elevador tem 
aceleração constante, determine a aceleração e o deslocamento durante os 4 segundos. Assinale a 
alternativa com as respostas corretas. 
 
 
 
8 – Um sistema de amortecimento de grandes cargas deve ser projetado de modo a suportar uma 
carga de 100 kg com uma deformação máxima de 10 cm. Avaliando as caraterísticas técnicas, o 
projetista chegou em três projetos diferentes. 
 
 
 Projeto 1: sistema de 8 molas em paralelo com k = 1.400 N/m. 
 Projeto 2: sistema de 4 molas em série com k = 35.000 N/m. 
 Projeto 3: sistema de 30 molas em paralelo com k = 300 N/m. 
Considerando g = 10 m/s², qual(is) projetos atendem aos requisitos do sistema? 
 
 
 
9 – O centro de gravidade de um corpo ou de um objeto, representado pelas letras cg, se traduz 
em ponto de equilíbrio. É um ponto singular no qual todo o peso do objeto pode ser sustentado e 
equilibrado em todas as direções. No caso de material homogêneo, o cg é o centro geométrico 
tridimensional do objeto. Quando o corpo não é homogêneo, o cg se posiciona o mais próximo da 
região do objeto mais próximo da região onde há maior concentração de massa. 
Considere um objeto composto de três massas (m1, m2, m3) com suas respectivas massas: 3 kg, 4 
kg, 5 kg. Tem também as coordenadas do centro de gravidade em x (xcg1, xcg2, xcg3) 
respectivamente: 0,70 m; 1,05 m; 1,20 m. 
Determine o centro de gravidade total do plano em x. 
 
 
 
10 – Ao estudar as grandezas físicas envolvidas na cinemática dos corpos, a aceleração é aquela 
capaz de alterar tanto a velocidade quanto o deslocamento. De acordo com a direção da força 
aplicada a uma partícula, a aceleração empreendida terá diferentes resultados no movimento da 
partícula, como acelerar ou frear seu movimento. 
A partir do comportamento da aceleração no estudo da cinemática, assinale a alternativa correta.