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O projeto prevê que eixo de transmissão AB de um automóvel será um tubo de parede fina. O motor transmite 125kW quando eixo está girando a 1500rpm. A tensão de cisalhamento admissível do material é 50MPa. O diâmetro externo do eixo é 62,5mm.
Determine a espessura mínima da parede do eixo.
A 3,0mm.
B 3,5mm.
C 4,0mm.
D 4,5mm.
E 5,0mm.
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Questões Para a Compreensão

há 8 horas

Respostas

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há 8 horas

Vamos resolver passo a passo: 1. Dados: - Potência (P) = 125 kW = 125.000 W - Rotação (n) = 1500 rpm - Tensão de cisalhamento admissível (τ) = 50 MPa = 50 x 10^6 Pa - Diâmetro externo (d_e) = 62,5 mm = 0,0625 m - Espessura da parede = t (a determinar) - Diâmetro interno (d_i) = d_e - 2t 2. Primeiro, calcular o torque (T) transmitido pelo eixo: Potência P = Torque T * velocidade angular ω ω = 2π * n / 60 = 2π * 1500 / 60 = 2π * 25 = 157,08 rad/s Logo, T = P / ω = 125.000 / 157,08 ≈ 796,18 Nm 3. Para um tubo de parede fina, a tensão de cisalhamento máxima é dada por: τ = T * c / J onde: - c = raio externo = d_e / 2 = 0,0625 / 2 = 0,03125 m - J = momento polar de inércia para tubo = (π/2) * (c^4 - r^4), onde r = raio interno = c - t Como a espessura é pequena, podemos usar a aproximação para parede fina: J ≈ 2π * c^3 * t Então, τ = T * c / J ≈ T * c / (2π * c^3 * t) = T / (2π * c^2 * t) Rearranjando para t: t = T / (2π * c^2 * τ) 4. Substituindo os valores: t = 796,18 / (2 * π * (0,03125)^2 * 50 x 10^6) Calculando denominador: 2 * π * (0,03125)^2 * 50 x 10^6 ≈ 2 * 3,1416 * 0,0009766 * 50 x 10^6 = 6,2832 * 0,0009766 * 50 x 10^6 = 6,2832 * 48.828 = 306,8 x 10^3 = 306.800 Agora, t = 796,18 / 306.800 ≈ 0,0026 m = 2,6 mm 5. Como a espessura mínima calculada é 2,6 mm, e as opções começam em 3,0 mm, devemos escolher a próxima maior para garantir segurança. Resposta correta: A) 3,0 mm.

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