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Como calcular uma carga dinâmica

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.

Instruções

Seu peso aumentará na medida em que você acelera em um elevador (elevators in lobby with door closing image by Stephen Orsillo from Fotolia.com)

    Carga dinâmica imposta pela gravidade (vertical)

  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.

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  2. 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.

    O peso parece aumentar em um elavador durante a aceleração (scale image by PinkShot from Fotolia.com)
  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

  1. 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.

    Uma carga alta de dinâmica é apresentada nesses pneus (Drag Tractor Race 2 image by DC Photography from Fotolia.com)
  2. Calcule a taxa de aceleração do veículo. 28 m/s / 7,2 s, que dá em média 3,72 metros por segundo quadrado.

    É possível calcular cargas dinâmicas para eixos e transmissões (driving rampart of screw image by Witold Krasowski from Fotolia.com)
  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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Aviso

  • Cair de uma altura de poucos metros pode causar sérios danos ou machucados devido a multiplicação das forças da gravidade.

O que você precisa

  • Calculadora ou planilha eletrônica

Referências

Recursos

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