5.49. O eixo da hélice do hidrofólio é de aço A-36 e tem 30 m de comprimento. Está acoplado a um motor diesel em linha, o qual transmite uma potênc...

Para determinar a tensão de cisalhamento máxima desenvolvida no eixo, podemos utilizar a fórmula da tensão de cisalhamento máxima em um eixo circular: τ = (16 * T) / (π * d^3) Onde: τ é a tensão de cisalhamento máxima T é o torque aplicado no eixo d é o diâmetro externo do eixo Sabemos que o torque é dado pela fórmula: T = (P * 60) / (2 * π * n) Onde: P é a potência transmitida pelo motor n é a rotação do eixo em rpm Substituindo os valores fornecidos na fórmula do torque, temos: T = (2000 * 60) / (2 * π * 1700) T ≈ 111.55 Nm Agora, substituindo os valores do torque e do diâmetro externo na fórmula da tensão de cisalhamento máxima, temos: τ = (16 * 111.55) / (π * (0.2^3)) τ ≈ 141.37 MPa Portanto, a tensão de cisalhamento máxima desenvolvida no eixo é de aproximadamente 141.37 MPa. Para determinar o ângulo de torção no eixo à potência total, podemos utilizar a fórmula do ângulo de torção em um eixo circular: θ = (T * L) / (G * J) Onde: θ é o ângulo de torção T é o torque aplicado no eixo L é o comprimento do eixo G é o módulo de elasticidade transversal do material do eixo J é o momento de inércia polar do eixo O módulo de elasticidade transversal (G) para o aço A-36 é de aproximadamente 77 GPa. O momento de inércia polar (J) para um eixo circular sólido é dado pela fórmula: J = (π * d^4) / 32 Substituindo os valores fornecidos na fórmula do momento de inércia polar, temos: J = (π * (0.2^4)) / 32 J ≈ 0.000125 m^4 Agora, substituindo os valores do torque, comprimento do eixo, módulo de elasticidade transversal e momento de inércia polar na fórmula do ângulo de torção, temos: θ = (111.55 * 30) / (77 * 10^9 * 0.000125) θ ≈ 0.000051 rad Portanto, o ângulo de torção no eixo à potência total é de aproximadamente 0.000051 rad.