Como calcular uma carga dinâmica

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A dinâmica é o estudo das forças que atuam nos objetos e que os fazem interagir entre si. Enquanto a estática estuda as forças nos objetos em repouso, a dinâmica diz respeito às forças (impulso ou empuxo) aplicadas nos objetos quando mudam de velocidade (aceleração). A massa define a resistência do objeto à mudança de velocidade, e o peso corresponde a uma força que atrai o objeto para o centro da terra devido à aceleração (taxa de variação de velocidade) da gravidade terrestre que atua sobre sua massa. A carga dinâmica corresponde a uma força aplicada em um sistema devido ao fato dele estar acelerando um objeto em uma certa direção.

Carga dinâmica imposta pela gravidade (vertical)

Passo 1

Defina a aplicação para calcular a carga dinâmica: uma balança em um elevador é um bom método para ser utilizado. Um adulto com 68 kg de pé em uma balança no elevador situado ao nível do chão verá seus 68 kg ao apertar o botão do 20º andar. O elevador sobe a uma aceleração de cinco metros por segundos quatro. Sabendo que são necessários quatro segundos para um objeto em repouso acelerar até essa velocidade, será possível calcular a carga dinâmica que será lida na balança durante o período de quatro segundos de aceleração para cima.

Passo 2

scale image by PinkShot from Fotolia.com

Calcule a taxa instantânea de aceleração. Pelo fato do elevador levar quatro segundos para alcançar a velocidade de 5 m/s, a aceleração média é de: 5 m/s² / 4 s = 1,25 metro por segundo quadrado.

Passo 3

Calcule a carga dinâmica do elevador durante a aceleração vertical aplicando a Segunda Lei de Newton, onde F (força) = m (massa) x a (aceleração). Substitua os valores estabelecidos nessa fórmula (carga dinâmica): Força = 68 kg x [(9,75 - 1,21) m/s² / aceleração da gravidade (9,75 m/s²)] = 76,5 kg. A balança irá ler 68kg durante o repouso no solo e 76,5 kg durante os quatro segundos de aceleração vertical a 1,25 metros por segundo quadrado.

Calculando a carga dinâmica imposta por forças horizontais

Passo 1

Drag Tractor Race 2 image by DC Photography from Fotolia.com

Defina a fórmula de carga dinâmica horizontal. Nesse exemplo, um veículo de 1,36 toneladas acelera do zero a 96,4 quilômetros por hora. Com essa informação, você pode calcular a carga dinâmica para as rodas do veículo.

Passo 2

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Calcule a taxa de aceleração do veículo. 28 m/s / 7,2 s, que dá em média 3,72 metros por segundo quadrado.

Passo 3

Calcule a carga dinâmica exercida nas rodas resolvendo a fórmula F = m x a, a Segunda Lei de Newton. Substituindo os valores dados, F = 1360 kg x 3,72 m/s² / 9,8 m/s² ou 1360 x 0,3795 = 503 kg, representando a carga dinâmica exercida nas rodas para acelerar o carro.

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