TECNOLOGIA

quinta-feira, fevereiro 22, 2007

Engrenagens

Engrenagens são constituídas por rodas dentadas que se encaixam umas nas outras, transmitem movimento, mas invertem o sentido de rotação quando se trata apenas de duas rodas.

As rodas dentadas estão fixas a eixos e transmitem movimeto de rotação.

Para se conservar o mesmo sentido de rotação é necessário a introdução de uma terceira roda ou então fazer a transmissão por corrente.

ROLDANAS

- Uma roldana fixa muda a direção de uma força. Uma roldana é uma roda que gira em torno de um eixo, tendo um sulco em volta pelo qual passa uma corda.

Roldana fixa. Ela muda o seu puxão para baixo na corda em um puxão para cima. Ela muda apenas a direção da fôrça. ou seja funciona exactamente como uma alavanca interfixa

Roldana móvel. multiplica por dois a fôrça exercida sôbre ela, ou seja teremos que exercer uma força igual a metade do peso que queremos elevar. P =R/2 ou seja funciona exactamente com uma alavanca interesistente em que o braço da resistencia é igual a metade do braço da potência.

Cadernais são associações de roldanas fixas e móveis que p+ermitem levantar cargas pesadas com o minimo de esforço

P = R/c

P - Potência a aplicar

R - Peso a movimetar

c - número de roldanas móveis e fixas.

terça-feira, janeiro 09, 2007

Plano Inclinado

PLANO INCLINADO
Planos Inclinados São superfícies planas, rígidas, inclinadas em relação à horizontal, que servem para multiplicar forças, constituindo, portanto, máquinas simples.
Tábuas que se apóiam no solo por uma de suas extremidades e num caminhão pela outra, sobre a qual trabalhadores empurram 'cargas', são exemplos de planos inclinados. Rampas de acesso a morros ou construções elevadas são também, planos inclinados.

Consideremos o plano inclinado abaixo, que forma ângulo a com o plano horizontal.

O trabalhador deve aplicar sobre a carga (Q = resistência) uma força de intensidade Fa = P (potência) paralela à inclinação do plano, de modo a transporta-la do plano horizontal inferior ao plano horizontal superior, isto é, elevar a carga de uma altura H. Sendo Q o peso da carga, para eleva-la diretamente, na vertical e, lentamente, o operador deveria aplicar uma força vertical de intensidade igual a Q, ou seja, deveríamos ter P (potência) = Q (resistência) para uma elevação vertical direta no deslocamento H. Se, contudo, a carga for empurrada ao longo do plano inclinado de a, a intensidade da força a ser aplicada (P), paralela ao plano inclinado, será menor do que Q.Isto significa que, para cumprir a mesma tarefa de levantar lentamente uma carga a uma altura H, o plano inclinado permite uma 'economia de força' (P <> H). A 'velha' lei áurea da mecânica: ganha-se em força, mas perde-se em distância.
Desprezando-se as forças dissipativas, em toda máquina simples há conservação de trabalho (em regime operacional --- no caso, 'carga' subindo o plano inclinado em movimento uniforme), podemos escrever:
P.L = Q.H ou P = Q.(H/L)
Observe que P.L é o trabalho da força aplicada pelo operador e Q.H é o trabalho necessário para elevar, lentamente, uma carga de peso Q a uma altura H.

Por outro lado, observe, na figura, que H/L é justamente o sena, de modo que podemos por: P = Q.sena , que é a 'equação do plano inclinado'.

A vantagem mecânica (VM) de uma máquina simples traduz a 'economia' de força proporcionada pela máquina, isto é, o número pela qual a força aplicada pelo operador está sendo multiplicada.

Sendo P a intensidade da força aplicada pelo operador e Q o peso da carga a ser levantada, temos:
VM = Q/P (definição)
Da conservação do trabalho P.L = Q.H tem-se: Q/P = L/H, donde:
VM = Q/P = L/H = 1/sena
Observe que quanto menor for a inclinação (a), menor será sena e maior será a vantagem mecânica.

Na ausência de atrito, no corpo sobre o plano inclinado agem três forças: seu peso Q, a reação (normal) de apoio por parte do plano (N) e a força potente (P).

A carga vertical Q pode ser decomposta em N' (perpendicular ao plano inclinado) e P' (paralela ao plano inclinado). Em função de Q e a tais componentes valem: P' = Q.sena e N' = Q.cosa.
No equilíbrio devemos ter:
N = N' e P = P' ou N = Q.cosa e P = Q.sena

Cunha --- constituída por uma peça prismática de madeira ou de ferro, com base triangular isósceles --- pode ser considerada como formada de dois planos inclinados unidos pelas suas bases. A potência P atua na face oposta à aresta do vértice (a) do triângulo isósceles.

As resistências atuam normalmente às outras duas faces retangulares.

Os instrumentos cortantes ou agudos, facas, navalhas, tesouras, formões, talhadeiras, cinzéis etc. são variações da cunha.

A potência P, aplicada à cabeça da cunha, decompõe-se nos componentes de valor P' perpendiculares aos lados da cunha e que equilibram resistências iguais (Q = P') e opostas. Da ilustração acima, indicando-se por M o ponto médio da cabeça AB tem-se: MB = BC.sen(a/2). E, da semelhança dos triângulos ABC e OPP' obtemos: P/P' = AB/BC = 2.MB/BC = 2.sen(a/2), donde, finalmente, a 'equação da cunha':
P = 2.P'.sen(a/2) = 2.Q.sen(a/2)
Para que a potência seja menor que a resistência deve-se ter P <>

Nota: Via de regra não há interesse em se escrever a expressão algébrica "teórica" da relação entre P e Q porque na cunha o atrito é sempre muito grande e tem que ser levado em conta.

PARAFUSO

O passo do parafuso é a 'altura' (h) do plano inclinado; a circunferência 2.p.r é a 'base' (b) (ilustração acima.

A saliência do parafuso chama-se 'filete'; pode ser quadrangular ou triangular. Quando se usa o parafuso para transmitir esforços, é preferível ter um filete retangular que é mais robusto que o triangular (como o usado nos parafusos micrométricos, que não são feitos para transmitirem grandes esforços). Ao filete corresponde, na porca, um sulco de mesmo passo.

Parafuso e porca 'sempre' trabalham juntos; no parafuso para madeira, a porca é a madeira.
No trabalho parafuso/porca podemos diferenciar os casos:

a) porca fixa; a rotação do parafuso determina a translação do mesmo em relação à porca. É o que se observa na prensa, onde a cada volta do parafuso (através do trabalho da força aplicada na alavanca) ele avança (ou retrocede) de um passo.

Na prensa ilustrada acima, a alavanca tem braço R e o parafuso tem passo p. A resistência Q aplica-se verticalmente, na ponta do parafuso. Quando a resistência cede de uma distância p, o trabalho será dado por Q.p. A potência P é o esforço que se faz tangencialmente à circunferência de raio R da alavanca; o trabalho dessa potência, numa volta completa, será: P.2.p.R (com essa volta completa o parafuso desloca-se de p).
Tem-se, pois: P.2.p.R = Q.p ou P = Q.p/(2pR).Cada prensa apresenta sua característica (n) que é: (2pR)/p = n , de modo que, a '

equação da prensa' é:
P = Q/n

b) porca móvel; a rotação do parafuso (sem qualquer translação efetiva da peça) determina a rotação da porca. É o caso do trabalho do parafuso-sem-fim que se engrena na roda dentada:

As aplicações do parafuso são numerosas; empregam-se parafusos para fixar objetos de madeira ou de metal; nas prensas de copiar, de cunhar etc.; o parafuso micrométrico é parte essencial de vários instrumentos de precisão (palmer, micrômetro, esferômetro etc.); as hélices dos navios e aeroplanos são parafusos a deslocar na água ou no ar, que lhe servem de porcas; as prensas servem para espremer sucos das sementes oleaginosas etc. O parafuso-sem-fim tem grande analogia com o sarilho de engrenagem e tem os mesmos usos.

terça-feira, dezembro 26, 2006

PRODUTOS MECÂNICOS

Na aventura do desenvolvimento, o ser humano tem procurado por todos os meios um conjunto de utensílios e instrumentos como recursos e meios procurando dominar a natureza.

Observando o nosso próprio corpo e a natureza, o ser humano inventou mecanismos e sistemas que o ajudaram a aproveitar, dirigir ou regular a acção dessas mesmas forças da natureza.

Alguns conceitos fundamentais de mecãnica:

Mecânica - É a parte da Física que estuda as forças e os efeitos que estas produzem.

Assim é fundamental que saibamos o que é uma força: ( É toda a causa capaz de modificar o estado de repouso ou movimento de um corpo, logo, capaz de realizar um trabalho.

Efeitos das forças - Existe um enorme número de exemplos do dia a dia em que é possivel utilizar e compreender correctamente no sentido físico o conceito de força, tais como: a deformação da matéria, a alteração do estado de um corpo , o deslocamento de um corpo, a redução dos efeitos da gravidade, etc.

A Grandeza Força designa-se pela letra F, e a unidade em que se mede é o Newton.

Trabalho - Diz-se que se realiza trabalho, sempre que se exerce uma força sobre um corpo, o qual se desloca na direção e sentido e da força. Podemos então definir trabalho como o produto da força, que se exerce no corpo pela distância que o corpo se moveu na direção e sentido da força. representa-se por W.

A unidade de trabalho é o N/m, produz-se um N/m quando se desloca um corpo uma distância de um metro com uma força de um Newton, ao N/m chama-se Joule.

Potência - Muitas vezes interessa saber o trabalho produzido, mas também durante quanto tempo foi produzido. Ao trabalho produzido por unidade de tempo chama-se Potência esta grandeza representa-se por P, e a unidade de medida é o Watt.

Watt - Trabalho produzido por um joule durante um segundo.

Tipos de movimentos - O primeiro movimento que está presente no nosso quotidiano é o movimento da queda livre resultante da força da gravidade; outros movimentos com muito interesse para o nosso estudo são o movimeto circular, e o movimento rectilíneo, seja constante ou variável.

LEIS FUNDAMENTAIS DA MECÂNICA

Para que possa compreender a mecânica é necessário um estudo prévio das Leis que regem o movimento dos corpos:

Leis do movimento

1ªLei – Todo o corpo permanece em estado de repouso ou movimento rectilíneo e uniforme, enquanto sobre ele não actuar qualquer força (lei da inércia)

2ªLei – A variação da quantidade de movimento é proporcional à intensidade da força aplicada, sendo a sua direcção igual àquela em que actua a força.

3ªLei – A qualquer acção opõe-se sempre uma reacção de intensidade igual e de sentido oposto. Por outras palavras, as interacções mútuas de dois corpos são sempre iguais e de sentidos contrários.

Lei da Gravitação (Atracção Universal)
Duas partículas materiais quaisquer atraem-se ou gravitam reciprocamente com uma força directamente proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa.

Alavancas são simples peças rígidas, tais como, barras, capazes de girar ao redor de um ponto ou eixo, denominado fulcro ou ponto de apoio. Como exemplo Tesouras, hastes de guarda-chuva, alicates, balanças, articulações das 'velhas' máquinas de escrever, remos, e tantos outros dispositivos funcionam baseados no princípio das alavancas.Em uma das extremidades da alavanca o operador aplica o seu esforço (F) e ela transfere para a outra extremidade uma força (R) para a 'carga' aí colocada.

Nas alavancas distinguimos: a) braço de potência - bp - que é a distância (OA) do fulcro (O) até o ponto (A) onde se aplica a força do operador (F).
Estamos, conforme se ilustra abaixo, admitindo que as forças que agem na barra são perpendiculares a ela.
b) braço de resistência (ou de carga) - br - que é a distância (OB) do fulcro (O) até o ponto (B) onde se coloca a carga.

Se, na situação ilustrada a alavanca estiver em equilíbrio, deveremos ter:

Equilíbrio das forças: N = F + Requilíbrio dos momentos: MF,O = MR,O ou F.bp = R.br

Classificação das alavancas
Dependendo das posições relativas das posições ocupadas pela potência (F), fulcro (O) e resistência (R), as alavancas classificam-se em:

Alavancas interfixas - onde o fulcro se localiza entre a força aplicada (potência) e a força transmitida (resistência).

Alavancas inter-resistentes - onde a força transmitida (resistência) localiza-se entre o fulcro e a força aplicada (potência).

Alavancas interpotentes - onde a força aplicada (potência) localiza-se entre o fulcro e a força transmitida (resistência).

Para todos os gêneros teremos sempre: OA = bp e OB = br , de modo que a 'equação de equilíbrio', comum para todas, será: F.bp = R.br .

Alavancas nem sempre são 'barras retas', não importa, as equações continuam válidas se tomarmos os devidos cuidados nas medidas de distâncias. Eis um caso: