Apostila eng338 ufv Mecanização agrícola

Apostila eng338 ufv Mecanização agrícola

(Parte 1 de 8)

UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA Departamento de Engenharia Agrícola

ENG-338 MECÂNICA E MECANIZAÇÃO AGRÍCOLA

Prof. Haroldo C. Fernandes – DEA/UFV

Definição de Mecânica Aplicada: É um ramo da Engenharia que procura estabelecer fórmulas e coeficientes compatíveis com a natureza e condição de cada material, com base nos princípios e leis básicas da mecânica teórica.

Algumas definições: 1- Força: É definida como a ação que um corpo exerce sobre outro, tendendo a mudar ou modificar seus movimentos, posição, tamanho ou forma. F = m.a

2- Trabalho: O trabalho está associado a um movimento e a uma força. Toda vez que uma força atua sobre um corpo produzindo movimento, realizou-se trabalho. T = F.d

3- Torque: É um momento de força que tende a produzir ou que produz rotação. É o produto de uma força por um raio.

τ = F.r

4- Potência: É definido como a quantidade de trabalho realizado numa unidade de tempo.

P = t d F = F.V

5- Inércia: É a resistência que todos os corpos materiais opõem a uma mudança de movimento.

P = m.g(g = 9,8 m/s2)

6- Peso (carga): É a força gravitacional de atração exercida pela terra sobre um corpo. Força na vertical (carga).

7- Força Centrífuga: É a força que aparece na direção radial, quando um corpo está em movimento curvilíneo.

r Fc

Ft

Fc = r

2 nrπ

Unidades Sistema Técnico Sistema Internacional (SI)

Comprimento Força Tempo Massa Velocidade Trabalho Potência Torque m Kgf s utm m/s mKgf Kgfm/s mKgf m N S Kg m/s Nm = J J/s = W mN

Algumas Relações:

1 utm = 9,8 Kg 1 Kgf = 9,8 N 1 pe (ft) = 0,3048 m 1 lb = 0,4536 Kgf 1 pol (in) = 25,4 m 1 cv = 75 Kgf. m/s 1 Hp = 76 Kgf. m/s 1 cv = 735.5 W = 0,7355 kW 1 Hp = 745,0 W = 0,745 kW

1) Sabendo-se que 1 Hp = 3.0 lb pe/min, determine seu valor correspondente em Kgf m/s?

1 Hp = 3.0 lb.pe/min

1 Hp = s60

1 Hp = 76 Kgf m/s 2) Se 1 cv = 75 Kgf.m/s, qual o seu valor correspondente em lb.pe/min?

X =1 Kgf X = 1 m
X = 2,2045 lbX = 3,2808 pe

1 lb = 0,4536 Kgf 1 Pé = 0,3048 m

X= 1 s

1 min = 60 s X = 0,0166 min

1 cv = 32.677 lb.pe/min

3) Qual a massa do corpo cujo peso é 240 Kgf num local onde a aceleração da gravidade é 9,83 m/s2? P = m.g

240 = 24,4 utm (ST)

Pelo SI = P = 240 x 9,8 = 2353,6 N ∴ m = 83,9

4) Uma hélice do sistema de arrefecimento de um motor pesando cada uma 5 Kgf, com baricentro (C.G.) a 150 m do eixo de rotação, gira com 1500 rpm. Calcular a força centrífuga que tende a arrancar as pás do eixo.

P = 5 x 9,8 = 49 N

5.a) Qual o torque aplicado ao parafuso pela chave de boca, quando é aplicada uma força de 200 N no cabo da referida chave?

SI: τ = F.r τ = 200 . 0,35 = 70 m N

τ = 20,4 . 0,35 = 7,14 m Kgf b) Trocando por uma chave de boca maior. (r = 550 m)

SI: τ = 200 . 0,5 = 110 m N ST: F: 20,4 Kgf τ = 20,4 . 0,5 = 1,2 m Kgf

6) Um trator de potência igual a 70 cv gasta 100 s para tracionar uma grade num percurso de 150 m. Qual o percentual de sua potência que é consumida, sabendo que a força necessária para a tração correspondente a 1200 Kgf.

P= F.V = t d F =

7 a) Qual o torque necessário para retirar um determinado parafuso, quando é aplicado uma força de 350 N no caso de uma ferramenta de 0,25m de comprimento. Fazer pelo SI e ST.

SI: τ = F.r τ = 350 . 0,25 = 87,5 m N

ST: F = 10 τ = 35 . 0,25 = 8,75 m Kgf b) Trocando por uma chave maior (comprimento de 0,35m) o que irá acontecer?

SI: τ = F.r τ = 350 . 0,35 = 122,5 m N O torque ou a capacidade de produzir rotação irá aumentar em 35 m N.

8) Qual o torque de um trator de Pneus de potência nominal igual a 110 cv no momento em que ele trabalha com uma rotação de 2000 rpm.

P = F.V = 60 nr 2 Fπ = n 2 τπ n 260P π π = 39,41 m.Kgf

1 cv = 75 Kgf m/s 110 cv = 8250 Kgf m/s

9) Qual a potência (kW) consumida para tracionar um arado de discos, sabendo que a força necessária para a tração é 1200 Kgf, numa velocidade de trabalho igual a 6,0 Km/h.

P = F.V = 1200 Kgf . 1,67 m/s = 2004 Kgf.m/s ÷ 75 = 26,72 cv 1 cv = 0,7355 kW 26,72 cv = X X = 19,65 kW

10) Qual a massa do corpo cujo peso é 480 Kgf num local onde g = 9,83 m/s2?

480 = 48,83 utm

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