Apresentação de Mecânica

1. Mecânica Técnica
Técnico em Mecânica

2. Ementa:
• Fundamentos da física mecânica.
• Identificar conceitos físicos, leis e teorias físicas.
• Articular relações entre o conhecimento físico e outras formas de
expressão relacionados com a área da mecânica.
• Sistemas de forças.
• Estática.
• Centroides.
• Momento de Inércia.
• Força cortante e momento fletor.

3. Fundamentos da Física Mecânica
• O conhecimento em física se faz necessário para a maior
compreensão dos fenômenos e suas grandezas, aplicados à área de
Mecânica.
• Em física, nenhum sistema trabalha sozinho, ou seja, há uma
interação com outros sistemas, que, combinados a diversos fatores
permitem a comp reensão de um fenômeno como um todo.

4. Torque
• O torque ou binário de forças, também conhecido como momento de
alavanca ou momento de forças, é uma grandeza vetorial da física
associada às forças que produzam rotação em um corpo.
• Torque é definido a partir da componente perpendicular ao eixo de
rotação da força aplicada sobre um objeto, que é efetivamente
utilizada para fazê-lo girar em torno de um eixo ou ponto central,
conhecido como ponto pivô ou ponto de rotação

5. Torque
• A distância do ponto pivô ao ponto onde atua uma força ‘F’ é
chamada braço do momento e é denotada por ‘r’. Note que esta
distância ‘r’ é também um vetor.
𝑻 = |𝒓| × |𝑭|
Onde:
T = torque
r = braço do momento
F = Força

6. Torquímetro
• E uma ferramenta usada para apertar porcas e parafusos com um
valor de torque pré-determinado. Este instrumento permite que os
parafusos sejam apertados com a tensão adequada, ajudando a evitar
danos por aperto excessivo, como espanar o parafuso, ou por juntas
que se separam por baixo do aperto.

7. Unidades de medida de torque
• "A unidade do torque, de acordo com o Sistema Internacional, é o
Newton vezes metro (N.m).
• Os torquímetros também utilizam Quilograma-força metros (Kgf-m) e
a relação dessas unidades é a seguinte:
• 1 Kgf-m = 9,8067 Nm
• 1 Nm = 0,101972 Kgf-m

8. Unidades de medida de torque
• "A unidade do torque, de acordo com o Sistema Internacional, é o
Newton vezes metro (N.m).
• Os torquímetros também utilizam Quilograma-força metros (Kgf-m) e
a relação dessas unidades é a seguinte:
• 1 Kgf-m = 9,8067 Nm
• 1 Nm = 0,101972 Kgf-m

9. Momento de inércia
• Considera-se inércia uma grandeza física relacionada à tendência de
um corpo permanecer em seu estado inicial, seja de velocidade
constante ou velocidade zero (repouso).
• Forças de mesma intensidade se anulam (força resultante = 0).

10. Momento de inércia
• O momento de inércia é a resistência à variação de velocidade
angular que uma peça possui. Esta grandeza é dada por kg x m², de
acordo com o Sistema Internacional de Medidas (SI). Conforme a
fórmula matemática, quanto maior for a distância da peça ao eixo de
rotação, maior será o momento de inércia, em proporção potencial.
• É importante lembrar também que maior será a força aplicada para o
sistema sair do repouso quanto maior for a massa da peça, em
proporção direta (1:1). Isso implica em: quanto maior a massa, maior
será o momento de inércia, em consequência.

12. Atrito, Desgaste e Rendimento
• É o atrito entre uma peça e uma superfície que faz com que uma
peça que sofre deslocamento devido a uma força externa, consiga
parar, em um intervalo de tempo. O atrito é sempre uma força
contrária ao movimento do objeto. A somatória das forças contrárias
ao deslocamento desacelera a peça, fazendo-a atingir o seu estado
natural, ou seja, o de repouso.

13. • Cada material possui um determinado coeficiente de atrito, sendo a
força de atrito dependente do tipo de superfície em questão;
• De acordo com a 3ª Lei de Newton25, para cada ação, há uma reação
de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto. Ou seja,
para ação da força peso, tem-se a reação da força normal. Quanto
maior o peso, maior será a força normal e maior será à força de atrito.
• Para fins de cálculo da força de atrito, deve-se saber que existem dois
tipos de coeficiente de atrito: o estático e o dinâmico.

14. Tipos de Coeficientes de Atrito
• O coeficiente de atrito estático é aquele em que a peça se encontra
em repouso (v = 0), mesmo após o início da força externa. Enquanto o
coeficiente de atrito dinâmico se apresenta logo no início do
deslocamento da peça (v > 0).
• Sabemos que a força aplicada para um objeto sair do repouso é
sempre maior que aquela aplicada para o objeto continuar
deslocando-se. Sendo assim, menor também será o coeficiente de
atrito dinâmico. Já que, para haver atrito, deve-se existir contato
entre duas superfícies, o resultado final sempre leva ao desgaste de,
no mínimo, uma das peças envolvidas.

15. Exemplo
• Em redutores de velocidade, a transmissão de torque ocorre através
do contato entre duas engrenagens, ou seja, do atrito causado entre
duas peças. Para que este atrito gerado seja minimizado, é inserido
lubrificante, fazendo com que diminua o contato metal-metal. O
lubrificante também serve como elemento refrigerante.

16. Desgaste por falta de lubrificação

17. Conclusão
• Considera-se necessária a existência do atrito, pois sem ele não
haveria a transmissão de energia. Contudo, buscamos a todo o
momento a sua redução para aumentar o rendimento do sistema.
Como o atrito se opõe à força aplicada, imaginemos um motor
fornecendo força para o carro se deslocar para frente.
• Este carro só consegue movimentar-se devido ao atrito do pneu com
o chão, porém, quanto maior o atrito menor será o deslocamento do
carro para a mesma energia fornecida. Ou seja, uma parte da força
gerada pelo motor está sendo usada para vencer a força de atrito.

18. Conservação de Energia

19. • Para um sistema isolado, ou seja, livre de interações, a energia inicial
é sempre igual à energia final. Contudo, se analisarmos um sistema
mecânico, podemos nos deparar com dados que, a princípio, podem
parecer contraditórios a esta afirmação.
• Uma bomba industrial: a vazão de entrada de um fluido é diferente
da vazão de saída. Por que isto ocorre? É justamente isto que
Lavoisier nos traz com a sua tão difundida frase: a energia não se
perde, ela simplesmente se transforma. Se observarmos a pressão no
bocal de sucção, ou seja, no início da bomba, e a pressão no bocal de
descarga, podemos verificar que a pressão também se alterou.
• Acessando os dados de vazão e pressão desta bomba, verificamos: a
vazão na sucção está sendo maior que na descarga, enquanto a
pressão na descarga está sendo maior que na sucção.

20. • Com esses dados em mãos, conseguimos responder a pergunta
anterior? Certamente, sim, pois fica fácil entender que a energia em
forma de vazão se transformou em energia em forma de pressão.
Claro que estamos apenas realizando uma análise superficial do
sistema, mas com esta configuração podemos observar como a
conservação de energia ocorre através da transformação de energia.
Neste caso, não estamos considerando as perdas causadas pela força
de atrito.