EXERCÍCIO 1

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É HORA DE PRATICAR
Olá, estudante. Nesse estudo de caso, considere uma situação em que você é o gerente
de uma grande empresa automobilística e está utilizando seus conhecimentos para
tomar importantes decisões a fim de tornar sua indústria mais eficiente, uma delas está
relacionada com uma nova linha de montagem projetada para substituir um lento
trabalho manual por um eficiente robô. Para isso, a ideia é utilizar um braço mecânico
que retira uma pequena peça de sua posição em uma esteira, encaixando-a
corretamente no corpo do equipamento montado na outra esteira. Ele realiza um
movimento simples, circular, na horizontal, apanhando a peça em um primeiro momento
e levando-a para a outra esteira. Seu problema, no momento, não é como o robô vai
agarrar ou girar a peça, mas, sim, como o braço mecânico deveria girar. As peças chegam
igualmente espaçadas na primeira esteira, assim como o corpo do equipamento, do
outro lado. Ambas as esteiras correm paralelamente com uma distância de 1 m, com um
bloco principal fornecido a cada 7 s. Calcule o período, a frequência, a velocidade angular
da rotação do braço mecânico, que opera em um movimento circular uniforme e a
velocidade linear da peça carregada.
Feito isso, o próximo passo consiste em realizar uma estimativa do gasto de energia
elétrica de cada um dos conjuntos de equipamentos. Não temos elementos para
calcular com precisão, mas podemos fazer uma boa estimativa da energia cinética
de cada conjunto. Afinal, quando o equipamento é ligado, ele parte do repouso,
com zero energia cinética, até seu estado de movimento final, e essa energia deve
ser retirada de algum lugar e, neste caso, da rede elétrica, com a conta sendo paga
pela indústria no fim do mês.
Alguns conjuntos possíveis para serem utilizados na fabricação do braço robótico,
considerando motor e manipulador, são:
Conjunto 1 – o motor mais barato M1 em conjunto com o braço mecânico mais
caro C2 e o manipulador, totalizando um momento de inércia de 0,8 kgm2.
Conjunto 2 – o motor mais caro M2, em conjunto com o braço mecânico mais
barato C1 e o manipulador, totalizando um momento de inércia de 1,32 kgm2.
Calcule a energia cinética de cada conjunto e indique qual seria o mais indicado.
Como podemos resolver esse problema?
Reflita
Seguem perguntas norteadoras para nossa reflexão:
É possível um objeto estar em MCUV com velocidade angular 
diferente de zero e velocidade linear igual a zero?
Corpos de mesma geometria, mas com densidades diferentes, 
apresentam momentos de inércia diferentes?
Se um corpo parado não possui velocidade, implicando que sua 
energia cinética é igual a zero, o que faz esse corpo alterar seu 
estado de movimento e começar a se mover?
Resolução do Estudo de Caso
Para resolução do problema proposto, inicialmente será necessário calcular o período,
a frequência, a velocidade angular da rotação do braço mecânico, que opera em um
movimento circular uniforme, e a velocidade linear da peça carregada, lembrando que
ambas as esteiras correm paralelamente com uma distância de 1 m, com um bloco
principal fornecido a cada 7s.