Sistemas Mecânicos
O funcionamento dos sistemas mecânicos é regido pela primeira lei de Newton, que o somatório de todas as forças que actuam sobre um corpo é igual à sua massa (M) multiplicada pela aceleração (a).
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Os sistemas mecânicos podem ser divididos em duas categorias, sistemas mecânicos de translação e sistemas mecânicos de rotação.
Sistemas mecânicos de translação
Neste tipo de sistemas consideram-se como componentes básicos a massa (inércia), a mola (elasticidade) e amortecedor (atrito viscoso).
Na tabela 8 estão representados os elementos dos sistemas mecânicos de translação com o respectivo esquema e expressão para o cálculo da força correspondente.
Tabela 8 - Elementos de um sistema mecânico de translação
Elemento |
Esquema |
Equação |
Massa |
|
|
Mola |
|
|
Amortecedor (atrito viscoso) |
|
|
A tabela 9 mostra uma relação das variáveis dos sistemas mecânicos, das grandezas a que correspondem e suas unidades.
Tabela 9 - Variáveis do sistema mecânico de translação
Símbolo |
Grandeza |
Unidade |
F |
Força |
Newton (N) |
x |
Deslocamento |
Metro (m) |
v |
Velocidade |
m/s |
a |
Aceleração |
m/s2 |
M |
Massa |
Kilograma (kg) |
K |
Coeficiente de elasticidade |
N/m |
B |
Coeficiente de amortecimento |
N/(m/s) |
Sistemas mecânicos de rotação
Para estes sistemas a lei de Newton diz que o somatório de todos os binários que actuam num corpo é zero.
Nestes sistemas as grandezas físicas intervenientes são o deslocamento angular, a velocidade angular, a aceleração angular e o binário.
Os componentes básicos destes sistemas são o momento de inércia, a mola (elasticidade) e amortecedor (atrito viscoso).
Na tabela 10 estão representados os elementos dos sistemas mecânicos de rotação com o respectivo esquema e expressão para o cálculo da força correspondente.
Tabela 10 - Elementos de um sistema mecânico de rotação
Elemento |
Esquema |
Equação |
Momento de inércia |
|
|
Mola (elasticidade) |
|
|
Amortecedor (atrito viscoso) |
|
|
A tabela 11 mostra uma relação das variáveis dos sistemas mecânicos de rotação, das grandezas a que correspondem e suas unidades.
Tabela 11 - Variáveis do sistema mecânico de rotação
Símbolo |
Grandeza |
Unidade |
T |
Binário |
N/m |
θ |
Ângulo |
rad |
ω |
Velocidade angular |
rad/s |
α |
Aceleração angular |
rad/s2 |
J |
Momento de inércia |
Kgm2 |
K |
Coeficiente de elasticidade |
Nm/rad |
B |
Coeficiente de amortecimento |
Nm/(rad/s) |