trabalho de fisica e mecanica basica

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FÍSICA E MECÂNICA BÁSICA 
 
LUCAS RODRIGUES GHERARDI- 509242018 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FÍSICA E MECÂICA BÁSICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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BELO HORIZONTE 
2019 
 
 
 
 
 
 
LUCAS RODRIGUES GHERARDI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FÍSICA E MECÂNICA BÁSICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado ao Curso de Engenharia civil do 
Centro Universitário ENIAC para a disciplina Física e 
Mecânica Básica 
 
 
Prof. Rodrigo Schimidt Miranda 
 
 
 
 
 
 
 
 
BELO HORIZONTE 
2019 
 
 
 
Respostas 
 
 
1) DESAFIO 
 
Um dos enfoques na pesquisa sobre desenvolvimento de próteses mecânicas 
para substituir membros perdidos por pacientes é assegurar que o material 
utilizado seja leve. Muito antes do domínio de materiais leves como plástico e 
fibras de carbono, foram empregados alguns metais, como aço, para garantir 
resistência. 
Suponha que um paciente adulto com peso de 75kg (antes da amputação) 
tenha uma perna trocada por uma prótese de aço com as mesmas dimensões 
(mesmo volume) da perna original. 
Para fins didáticos, considere que o corpo humano possui uma densidade 
média igualmente distribuída à da água e que o volume da perna amputada 
equivale a 1/5 do volume total do corpo. 
Considere a densidade do aço como: 7,9 X 10³ kg/m³. 
Calcule o peso do paciente com a prótese após a colocação da prótese. 
RESPOSTA: 
 
págua= 10³kg/m³ 
p=m/v 
v=m/p= 75/10³ = 0,075m³ 
Sabendo que a perna tem 1/5 do volume; 
Vperna= 0,075.1/5= 0,015m³ 
O volume da perna original tem o mesmo volume da perna de aço 
Vperna=Vaço= 0,015m³ 
A densidade do aço é dada por 7,9.10³kg/m³ 
Por fim: 
 
 
paço= m/vaço 
m=paço.v= 7,9.10³.0,015 = 118,5kg. 
 
 2) DESAFIO 
Uma pedra presa numa corda descreve um movimento circular com velocidade 
angular constante. Num dado momento, a corda arrebenta. Descreva como e 
por que o comportamento da pedra muda depois que ela arrebenta. 
RESPOSTA: 
 
Usando conceito de dinâmica podemos afirmar que a pedra fara um movimento em 
linha reta pois não existe mais força sobre a pedra. 
Explicação: 
Durante o tempo em que a pedra esta presa na corda ela realiza um movimento 
circular pois existe uma foça central que a faz girar em torno do eixo de rotação. 
Apos a corda arrebentar, não existe mais foça atuando na pedra, mas a pedra tem 
uma velocidade com direção, sentido e modulo, o que faz com que ela continue a se 
mover, mas agora sem a influencia de forças externas a direção da sua velocidade 
não ira mudar e ela continuara em linha reta. 
 
3) DESAFIO 
No desenvolvimento de sistemas de transmissão, é preciso conhecer e 
compreender os movimentos que cada máquina, equipamento e dispositivo 
realizam para selecionar de forma correta os elementos mecânicos adequados 
a cada aplicação. 
Sabendo disso, imagine a seguinte situação: na empresa em que você 
trabalha, estão desenvolvendo um sistema automatizado de produção para 
uma grande corporação. O projeto dos sistemas de apoio já foi desenvolvido. 
Agora o seu novo desafio é desenvolver parte do sistema de transmissão. Para 
que isso seja possível, alguns fatores precisam ser considerados, como 
reconhecer os elementos de transmissão e calcular a relação de transmissão 
entre eles. 
Com base nas informações apresentadas, você deve: 
a) Determinar qual é o elemento a ser utilizado nesse sistema de transmissão: 
correia ou corrente? Justifique a sua aplicação. 
 
 
b) Após determinar o elemento a ser utilizado, escolha o tipo mais adequado 
ao sistema de transmissão dessa máquina e justifique a sua escolha. 
 
RESPOSTA: 
 
No sistema será usado corrente pois irá trabalhar nas transmissões em altas 
rotações. A transmissão por correntes de rolos apresenta resultados extremamente 
satisfatórios. 
O sistema de transmissão utilizado será por ligação flexível pois em muitos casos, 
seu uso simplifica o projeto de uma maquina e reduz o custo de forma substancial. 
 
 
4) DESAFIO 
Um escultor e seu assistente estão carregando uma laje de mármore, no 
formato de cunha, acima de um lance de escadas, como mostrado na figura. A 
densidade do mármore é uniforme. Ambos estão levantando reto, à medida 
que seguram a laje completamente imóvel por um momento. Diante deste 
contexto, responda: 
 
O escultor deve exercer mais força do que o assistente para manter a laje 
imóvel? Explique. 
RESPOSTA: 
 
Sim o escultor irá exercer mais força que o assistente para manter a laje imóvel , 
pois eles estão subindo as escadas, inevitavelmente o escultor como está embaixo 
pegará mais peso do que o assistente que está em cima. Devido ao ângulo de 
inclinação que é gerado durante a subida da escada a laje tende a ficar mais 
pesada visto que seu ponto de gravidade (peso) se concentra todo na base 
(escultor). 
 
 
 
 
 
 
 
5) DESAFIO 
A máquina de Atwood é um sistema de duas massas conectadas por 
duas cordas e sujeitas à ação da força da gravidade. Este sistema pode 
ser utilizado para retardar a queda de uma das massas, como sugere a 
figura a seguir: 
Sabendo que m1 = 1,5m2 e que m2 = 2kg, determine a tensão na corda. 
 
RESPOSTA: 
 
A tensão na corda equivale a 17,14 NewTons. 
 
Isolando o corpo de massa igual a 1,5 kg, teremos a tensão na corda e a 
força peso agindo sobre o mesmo- 
 
T - Peso = Fr 
 
T - mg = ma 
 
T - 1,5. 10 = 1,5a 
 
T - 15 = 1,5a 
 
T = 1,5a + 15 
 
Isolando o corpo de massa igual a 2 kg, teremos a tensão na corda e a força 
peso agindo sobre o mesmo- 
 
 
 
Peso - T = Fr 
 
mg - T = ma 
 
2. 10 - T = 2a 
 
20 - T = 2a 
 
Substituindo o valor de T- 
 
20 - (1,5a + 15) = 2a 
 
5 = 3,5a 
 
a = 1,43 m/s² 
 
Calculando a tração- 
 
T = 1,5a + 15 
 
T = 17,14 N 
 
6) DESAFIO 
Parabéns! Você está fazendo seu primeiro estágio do curso de 
Engenharia, em uma construtora reconhecida por proporcionar 
 
 
excelente formação inicial aos discentes que nela trabalham. Esse 
diferencial se dá ao fato de que a empresa valoriza a prática como meio 
de aprendizagem e formação. Dessa forma, você participa ativamente 
dos projetos por ela desenvolvidos. Sua função vai muito além de 
cálculos teóricos, você tem a oportunidade de opinar na escolha dos 
materiais a serem empregados nas obras. 
Certo dia, quando você chega para cumprir seu turno de trabalho, 
Marcos, seu supervisor, lhe dá a tarefa de escolher qual o melhor cabo 
de aço a ser utilizado no guincho para retirar a terra recolhida na 
escavação dos tubulões para as fundações de um prédio, conforme 
pode ser observado na imagem a seguir: 
Com base nisso, apresente um breve relatório especificando qual o cabo 
escolhido e que fatores lhe fizeram optar por ele. 
RESPOSTA: 
Levando em consideração que no guincho só atuam forças na direção 
vertical, ele deverá suportar uma carga máxima de 1471,5 N. Conforme a 
tabela, o fator de segurança para aplicação em guinchos é 5, nesse caso, o 
cabo deve suportar uma tração de 7357,5 N. Segundo as especificações dos 
cabos de aço disponíveis na empresa, devemos utilizar o cabo AF de 7/16 
polegadas. 
A conformação do guincho assemelha-se ao sistema de eixos cartesianos a 
seguir: 
Como não há forças na direção x, o cabo deverá suportar todo o peso da 
carga máxima de 150 kg, ou seja, considerando g = 9,81 m/s2 , P = mg = 
1471,5 N. 
Como o fator de segurança para guinchos é 5, teremos: 
TMáxCabo = TCabo . Fator de segurança = 1471,5 N . 5 = 7357,5 N 
Então de acordo com a tabela será utilizado o cabo de 7/16 pois AF= 7383 e 
AA= 7983. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCLUSÃO: 
Através deste trabalho pude absorver um pouco mais da matéria disponível 
no meu portal acadêmico, tendo assim mais conhecimentopara aplicar no dia 
a dia da minha rotina de trabalho e sabendo aplicar o conteúdo nas situações 
necessárias. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERENCIAS: 
Matéria disponível no portal do aluno; 
livro estática de Beatriz Alice e Weyne Kullmann de Souza; 
livro dinâmica de Ivan Rodrigo Kaufman; 
livro Física para universitários – “mecânica” de Bauer, Westfall e Dias.