Mecanica aplicada

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CINEMÁTICA E DINÂMICA DE MECANISMOS

Capitulo 1 - Introdução

1. Introdução
1.1.

Enquadramento
No que concerne à classificação da Mecânica a bibliografia não é consensual, no

entanto uma classificação abrangente é a apresentada na figura 1. A Mecânica pode dividir-se
em três grandes áreas das ciências Físicas: a Estática, a Cinemática e a Dinâmica.
A Estática é a ciência que estudaas leis de composição das forças e as condições de
equilíbrio dos corpos materiais submetidos à acção de forças e/ou momentos. O conhecimento
de tais condições permite estudar a estabilidade das estruturas. Na prática, a análise estática é
válida e aplicável quando as velocidades são constantes ou as acelerações são muito
pequenas. Para acelerações elevadas, a análise dinâmica é maisapropriada, uma vez que os
efeitos de inércia das massas em movimento têm uma importância preponderante nos esforços
totais envolvidos.
A Cinemática é a área da Mecânica que se ocupa das leis do movimento dos corpos
independentemente das causas que o provocam. Neste tipo de análise apenas se estudam os
aspectos puramente geométricos do movimento, não sendo considerados os esforços
envolvidos nesteprocesso. Definir cinemáticamente um mecanismo ou formular a lei do
movimento de um corpo é estabelecer, para cada instante, a posição, a velocidade e a
aceleração, em relação a um referencial previamente escolhido.
Por outro lado, a cinemática serve de base à dinâmica, uma vez que o estabelecimento
das relações cinemáticas é necessário ao estudo do movimento dos corpos submetidos à acção
deforças. Foi por isso, que face às exigências da indústria, em particular a mecânica, em
constante desenvolvimento, a cinemática se tornou, na primeira metade do século XIX, num
ramo independente na mecânica. [13]
Na área de conhecimento da cinemática deve distinguir-se a análise cinemática (ou
cinemática directa) e a síntese cinemática (ou cinemática inversa). A análise cinemática
significa adeterminação das características cinemáticas de um mecanismo, enquanto a síntese
cinemática consiste em determinar a configuração que um mecanismo deve ter de modo a
produzir um movimento com características previamente especificadas.
Por fim a Dinâmica dedica-se ao estudo da relação entre o movimento dos corpos e as
acções/causas que o provocam. Ao contrário da cinemática, na dinâmica, aoestudar-se o
movimento dos corpos, consideram-se não só os esforços que actuam sobre os corpos, mas
também a sua inércia/massa. A dinâmica permite prever o movimento causado por
determinadas acções ou vice-versa.
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Capitulo 1 - Introdução

Figura 1 - Divisão/Classificação da Mecânica. [adaptado 23]

O estudo dinâmico baseia-se em leis que generalizam resultados de inúmeras
experiências eobservações feitas com o movimento dos corpos. Estas leis foram
sistematizadas e formuladas pela primeira vez por Newton na sua obra “Pincipia”, publicada
em 1687.
As leis de Newton podem enunciar-se da seguinte forma:
A primeira lei - lei da inércia - um corpo, sem qualquer influência exterior, permanece
no seu estado de repouso ou de movimento rectilíneo e uniforme, enquanto não forobrigado
a modificar esse estado pela acção de forças aplicadas.
A segunda lei - lei fundamental da dinâmica - a aceleração adquirida por um corpo é
directamente proporcional à intensidade da resultante das forças que actuam sobre o corpo,
tem direcção e sentido dessa força resultante e é inversamente proporcional à sua massa.
A terceira lei - lei da igualdade da acção e da reacção - estabelece quedois corpos
exercem um sobre o outro, forças de igual grandeza, com a mesma direcção mas de sentidos
opostos.

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Capitulo 1 - Introdução

Quando se projecta um sistema mecânico, ou quando se analisa um sistema já existente,
o problema pode dividir-se em duas partes distintas mas intimamente relacionadas:
- Em primeiro lugar, as dimensões de cada um dos componentes e a sua ligação...
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