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Elementos de um Sistema Mecânico

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Elementos de um
Sistema Mecânico

1 INTRODUÇÃO
Um sistema mecânico é composto por massas, molas e amortecedores, conectados entre si, ou a uma estrutura fixa. O sistema mecânico mais simples, com apenas um grau de liberdade, também denominado sistema padrão, é composto de apenas uma massa, uma mola e um amortecedor. Tal sistema servirá de modelo, daqui por diante, para a dedução da equação diferencial do movimento de sistemas com apenas um grau de liberdade. A seguir, vamos estudar cada um dos componentes básicos de um sistema mecânico.

2 MOLAS
2.1 Definição
Entende-se por mola uma peça que possui flexibilidade elástica relativamente alta, isto é, que apresenta grandes deformações quando solicitada. A rigor, no entanto, todas as peças possuem alguma flexibilidade, já que não existe o corpo totalmente rígido. A mola opõe-se à força que a ela está aplicada, armazenando energia potencial elástica.
2.2 Classificação
As molas podem ser classificadas, segundo o comportamento apresentado sob carregamento, em lineares e não-lineares.
Uma mola é dita linear quando as deformações que apresenta são diretamente proporcionais às cargas a que ela é submetida, ou seja, quando ela obedece à Lei de Hooke (o que equivale a dizer que ela obedece ao Princípio da Superposição dos Efeitos, conforme já foi visto). É nãolinear em caso contrário. Se forem aplicadas cargas (excitações) conhecidas a uma mola e medidas as deformações (respostas) correspondentes, o gráfico obtido ilustra bem o conceito de linearidade, conforme mostra a fig. 1, representativa de como varia a força F (ou o torque T, no caso de sistemas torcionais) em função do deslocamento translacional x (ou deslocamento torcional θ).

Fig. 1 Tipos de molas

Elementos de um Sistema Mecânico

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Na fig. 1, a mola linear é representada por uma reta, ao passo que as molas não-lineares têm dois tipos de representação. Algumas molas não-lineares