5.44. As hélices de um navio estão acopladas a um eixo maciço de aço A-36 com 60 m de comprimento, diâmetro externo de 340 mm e diâmetro interno de...

Para determinar a tensão de torção máxima no eixo e seu ângulo de torção, é necessário utilizar a fórmula da potência transmitida por um eixo: P = (T * ω) / 1000 Onde: P é a potência em kW (4,5 MW = 4500 kW) T é a tensão de torção em N.m ω é a velocidade angular em rad/s (20 rad/s) Podemos rearranjar a fórmula para encontrar a tensão de torção: T = (P * 1000) / ω Substituindo os valores conhecidos: T = (4500 * 1000) / 20 T = 225000 N.m Agora, para encontrar o ângulo de torção, podemos utilizar a fórmula: θ = (TL / (G * L)) * (180 / π) Onde: θ é o ângulo de torção em graus TL é a tensão de torção máxima em N.m (225000 N.m) G é o módulo de elasticidade transversal do material (para o aço A-36, G é aproximadamente 79 GPa) L é o comprimento do eixo em metros (60 m) Substituindo os valores conhecidos: θ = (225000 / (79 * 10^9 * 60)) * (180 / π) θ ≈ 0,000001 graus Portanto, a tensão de torção máxima no eixo é de 225000 N.m e o ângulo de torção é aproximadamente 0,000001 graus.