Questão 1 de 5Aparelhos de laborar: vantagem mecânica e força no tiradordifícil
Na praça de máquinas, uma talha montada em arranjo normal, com quatro gornes, será usada para suspender um conjunto de 280 kgf. Adotando a regra prática de 10% de perda por gorne, a força a aplicar no tirador é, aproximadamente, de
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Resposta: D. F igual a 280 vezes 1,40 dividido por 4, igual a 98 kgf, equivalente ao coeficiente tabelado de 0,350 vezes o peso.
O cálculo tem duas etapas, e a prova cobra as duas. A primeira é a vantagem mecânica: em arranjo normal, isto é, com o tirador saindo do cadernal fixo, o número de pernadas é igual ao número de gornes, de modo que quatro gornes dividem o peso por quatro. Só com isso, a força seria 280 dividido por 4, igual a 70 kgf. Esse é o valor teórico, que ignora o atrito.
A segunda etapa é o atrito. A regra prática adotada no módulo acrescenta 10% de perda por gorne, o que se traduz num fator de atrito igual a 1 mais 0,10 vezes o número de gornes. Para quatro gornes: 1 mais 0,10 vezes 4, igual a 1,40. A força no tirador é, então, o peso multiplicado por esse fator e dividido pela vantagem mecânica: F igual a 280 vezes 1,40 dividido por 4, igual a 392 dividido por 4, igual a 98 kgf. O mesmo resultado sai do coeficiente tabelado para quatro gornes, 0,350 vezes o peso: 280 vezes 0,350, igual a 98 kgf. O rendimento correspondente é 1 dividido por 1,40, igual a 71,4%.
O ponto conceitual que sustenta a questão é a distinção entre vantagem mecânica e rendimento. Vantagem mecânica é quantas vezes o aparelho divide o peso, e sai da contagem das pernadas: é número inteiro. Rendimento é a fração do esforço que chega à carga, e é sempre menor que 100%. Quem responde 70 kgf calculou a vantagem mecânica e esqueceu o atrito, que é justamente o que o enunciado manda considerar. O assunto está no módulo de Arquitetura Naval Aplicada, capítulo 3, que trata do poleame e dos aparelhos de laborar.
Por que as outras estão erradas
- AÉ o valor teórico, 280 dividido por 4, obtido ignorando os 10% de perda por gorne que o enunciado manda considerar.
- BResulta de usar o fator de atrito errado: 280 vezes 1,20 dividido por 4, isto é, o fator de dois gornes aplicado a um aparelho de quatro. É também o coeficiente de cinco gornes, que não é o caso do enunciado.
- CResulta de aplicar o fator de atrito de três gornes, 1,30, em lugar do de quatro: 280 vezes 1,30 dividido por 4.
- EResulta de aplicar o fator de atrito de seis gornes, 1,60, em lugar do de quatro: 280 vezes 1,60 dividido por 4.
Onde está no Dossiê: Capítulo 10.3 · Aparelhos de laborar: vantagem mecânica e força no tirador