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Mecanismos

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Código
Conceito

Mecanismos

ID:(15527, 0)



Modelo

Top

>Top



Parâmetros

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$\alpha_0$
alpha_0
Aceleração angular constante
rad/s^2
$\bar{\alpha}$
alpha_m
Aceleração angular média
rad/s^2
$\theta_0$
theta_0
ângulo inicial
rad
$L_0$
L_0
Momento angular inicial
kg m^2/s
$r$
r
Rádio
m
$t_0$
t_0
Tempo inicial
s
$T$
T
Torque
N m
$\omega_0$
omega_0
Velocidade angular inicial
rad/s

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$a$
a
Aceleração instantânea
m/s^2
$\theta$
theta
Ângulo
rad
$\Delta\omega$
Domega
Diferença de velocidades angulares
rad/s
$p$
p
Momento
kg m/s
$L$
L
Momento angular
kg m^2
$I$
I
Momento de inércia
kg m^2
$p_0$
p_0
Momento inicial
kg m/s
$t$
t
Tempo
s
$\Delta t$
Dt
Tempo decorrido
s
$\Delta p$
Dp
Variação de momento
N/m^2
$\Delta L$
DL
Variação do momento angular
kg m^2/s
$\omega$
omega
Velocidade angular
rad/s

Cálculos


Primeiro, selecione a equação: para , depois, selecione a variável: para

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Variáve Dado Calcular Objetivo : Equação A ser usado




Equações

#
Equação

$ a = r \alpha_0 $

a = r * alpha


$ \bar{\alpha} = \alpha_0 $

alpha_m = alpha_0


$ \bar{\alpha} \equiv \displaystyle\frac{ \Delta\omega }{ \Delta t }$

alpha_m = Domega / Dt


$ \Delta L = L - L_0 $

DL = L - L_0


$ \Delta\omega = \omega - \omega_0 $

Domega = omega - omega_0


$ \Delta p = p - p_0 $

Dp = p - p_0


$ \Delta t \equiv t - t_0 $

Dt = t - t_0


$ L = I \omega $

L = I * omega


$ L = r p $

L = r * p


$ \omega = \omega_0 + \alpha_0 ( t - t_0 )$

omega = omega_0 + alpha_0 * ( t - t_0 )


$ T = I \alpha_0 $

T = I * alpha


$ \theta = \theta_0 + \omega_0 ( t - t_0 )+\displaystyle\frac{1}{2} \alpha_0 ( t - t_0 )^2$

theta = theta_0 + omega_0 *( t - t_0 )+ alpha_0 *( t - t_0 )^2/2


$ \theta = \theta_0 +\displaystyle\frac{ \omega ^2- \omega_0 ^2}{2 \alpha_0 }$

theta = theta_0 +( omega ^2 - omega_0 ^2)/(2* alpha_0 )


$ T_m =\displaystyle\frac{ \Delta L }{ \Delta t }$

T_m = DL / Dt

ID:(15530, 0)



Momento angular

Equação

>Top, >Modelo


O momento ($p$) foi definido como o produto de la massa inercial ($m_i$) e la velocidade ($v$), o que é igual a:

$ p = m_i v $



O análogo de la velocidade ($v$) no caso da rotação é La velocidade angular instantânea ($\omega$), portanto, o equivalente de o momento ($p$) deve ser um o momento angular ($L$) da forma:

$ L = I \omega $

$L$
Momento angular
$kg m^2/s$
4987
$I$
Momento de inércia
$kg m^2$
5283
$\omega$
Velocidade angular
$rad/s$
6068

.

la massa inercial ($m_i$) está associado à inércia na translação de um corpo, então o momento de inércia ($I$) corresponde à inércia na rotação de um corpo.

ID:(3251, 0)



Momento angular e relação momento

Equação

>Top, >Modelo


Similar à relação que existe entre velocidade linear e velocidade angular, representada pela equação:

$ v = r \omega $



podemos estabelecer uma relação entre o momento angular e o momento de translação. No entanto, nessa instância, o fator multiplicativo não é o raio, mas sim o momento. A relação é expressa como:

$ L = r p $

$r$
$r$
Rádio
$m$
9884
$p$
Momento
$kg m/s$
8974
$L$
Momento angular
$kg m^2/s$
4987

.

ID:(1072, 0)



Torque médio

Equação

>Top, >Modelo


No caso da translação, o segundo princípio define como o movimento translacional é gerado com a definição da força

$ F \equiv\displaystyle\frac{ \Delta p }{ \Delta t }$



No caso da rotação, em um intervalo de tempo $\Delta t$, o momento angular $\Delta L$ varia de acordo com:

$ T_m =\displaystyle\frac{ \Delta L }{ \Delta t }$

$\Delta t$
Tempo decorrido
$s$
5103
$T$
Torque
$N m$
4988
$dL$
Variação do momento angular
$kg m^2/s$
5294

.

ID:(9876, 0)



Torque para momento de inércia constante

Equação

>Top, >Modelo


No caso em que o momento de inércia é constante, a derivada do momento angular é igual a

$ L = I \omega $



o que implica que o torque é igual a

$ T = I \alpha_0 $

$ T = I \alpha $

$\alpha$
$\alpha_0$
Aceleração angular constante
$rad/s^2$
5298
$I$
Momento de inércia
$kg m^2$
5283
$T$
Torque
$N m$
4988

Como o momento é igual a

$ L = I \omega $



segue-se que no caso em que o momento de inércia não muda com o tempo,

$T=\displaystyle\frac{dL}{dt}=\displaystyle\frac{d}{dt}(I\omega) = I\displaystyle\frac{d\omega}{dt} = I\alpha$



o que implica que

$ T = I \alpha $

.

Essa relação é o equivalente da segunda lei de Newton para a rotação em vez da translação.

ID:(3253, 0)



Variação do momento angular

Equação

>Top, >Modelo


Assim como no caso da translação, onde o terceiro princípio afirma que toda ação tem uma reação igual e oposta:

$ \Delta p = p - p_0 $



O análogo no caso da rotação é

$ \Delta L = L - L_0 $

$L$
Momento angular
$kg m^2/s$
4987
$L_0$
Momento angular inicial
$kg m^2/s$
6148
$\Delta L$
Variação do momento angular
$kg m^2/s$
5294

.

ID:(9875, 0)



Velocidade angular com aceleração angular constante

Equação

>Top, >Modelo


Com la aceleração angular constante ($\alpha_0$), la velocidade angular ($\omega$) forma uma relação linear com o tempo ($t$), incorporando as variáveis la velocidade angular inicial ($\omega_0$) e o tempo inicial ($t_0$) da seguinte forma:

$ \omega = \omega_0 + \alpha_0 ( t - t_0 )$

$\alpha_0$
Aceleração angular constante
$rad/s^2$
5298
$t$
Tempo
$s$
5264
$t_0$
Tempo inicial
$s$
5265
$\omega$
Velocidade angular
$rad/s$
6068
$\omega_0$
Velocidade angular inicial
$rad/s$
5295

Se assumirmos que la aceleração angular média ($\bar{\alpha}$) é constante, equivalente a la aceleração angular constante ($\alpha_0$), então a seguinte equação se aplica:

$ \bar{\alpha} = \alpha_0 $



Portanto, considerando la diferença de velocidades angulares ($\Delta\omega$) junto com la velocidade angular ($\omega$) e la velocidade angular inicial ($\omega_0$):

$ \Delta\omega = \omega - \omega_0 $



e o tempo decorrido ($\Delta t$) em relação a o tempo ($t$) e o tempo inicial ($t_0$):

$ \Delta t \equiv t - t_0 $



a equação para la aceleração angular média ($\bar{\alpha}$):

$ \bar{\alpha} \equiv \displaystyle\frac{ \Delta\omega }{ \Delta t }$



pode ser expressa como:

$\alpha_0 = \alpha = \displaystyle\frac{\Delta \omega}{\Delta t} = \displaystyle\frac{\omega - \omega_0}{t - t_0}$



Resolvendo isso, obtemos:

$ \omega = \omega_0 + \alpha_0 ( t - t_0 )$

Esta equação representa uma linha reta no plano de velocidade angular versus tempo.

ID:(3237, 0)



Variação de velocidades angulares

Equação

>Top, >Modelo


A aceleração é definida como a variação da velocidade angular por unidade de tempo.

Portanto, a aceleração angular la diferença de velocidades angulares ($\Delta\omega$) pode ser expressa em termos da velocidade angular la velocidade angular ($\omega$) e do tempo la velocidade angular inicial ($\omega_0$) da seguinte forma:

$ \Delta\omega = \omega - \omega_0 $

$\Delta\omega$
Diferença de velocidades angulares
$rad/s$
5277
$\omega$
Velocidade angular
$rad/s$
6068
$\omega_0$
Velocidade angular inicial
$rad/s$
5295

ID:(3681, 0)



Tempo decorrido

Equação

>Top, >Modelo


Para descrever o movimento de um objeto, precisamos calcular o tempo decorrido ($\Delta t$). Essa magnitude é obtida medindo o tempo inicial ($t_0$) e o o tempo ($t$) desse movimento. A duração é determinada subtraindo o tempo inicial do tempo final:

$ \Delta t \equiv t - t_0 $

$t$
Tempo
$s$
5264
$\Delta t$
Tempo decorrido
$s$
5103
$t_0$
Tempo inicial
$s$
5265

ID:(4353, 0)



Diferença de momento

Equação

>Top, >Modelo


Segundo Galileu, os corpos tendem a manter seu estado de movimento, ou seja, o momento

$\vec{p} = m\vec{v}$



deve ser constante. Se houver alguma ação sobre o sistema que afete seu movimento, isso estará associado a uma variação no momento. A diferença entre o momento inicial $\vec{p}_0$ e o momento final $\vec{p}$ pode ser expressa como:

$ \Delta p = p - p_0 $

$p$
Momento
$kg m/s$
8974
$p_0$
Momento inicial
$kg m/s$
4974
$\Delta p$
Variação de momento
$kg m/s$
5305

ID:(3683, 0)



Ângulo para aceleração angular constante

Equação

>Top, >Modelo


Dado que o deslocamento total corresponde à área sob a curva de velocidade angular versus tempo, no caso de uma aceleração angular constante ($\alpha_0$), determina-se que o deslocamento o ângulo ($\theta$) com as variáveis o ângulo inicial ($\theta_0$), o tempo ($t$), o tempo inicial ($t_0$) e la velocidade angular inicial ($\omega_0$) é o seguinte:

$ \theta = \theta_0 + \omega_0 ( t - t_0 )+\displaystyle\frac{1}{2} \alpha_0 ( t - t_0 )^2$

$\alpha_0$
Aceleração angular constante
$rad/s^2$
5298
$\theta$
Ângulo
$rad$
6065
$\theta_0$
ângulo inicial
$rad$
5296
$t$
Tempo
$s$
5264
$t_0$
Tempo inicial
$s$
5265
$\omega_0$
Velocidade angular inicial
$rad/s$
5295

No caso de la aceleração angular constante ($\alpha_0$), la velocidade angular ($\omega$) como função de o tempo ($t$) segue uma relação linear com o tempo inicial ($t_0$) e la velocidade angular inicial ($\omega_0$) na forma:

$ \omega = \omega_0 + \alpha_0 ( t - t_0 )$



Dado que o deslocamento angular é igual à área sob a curva de velocidade angular-tempo, neste caso, pode-se adicionar as contribuições do retângulo:

$\omega_0(t-t_0)$



e do triângulo:

$\displaystyle\frac{1}{2}\alpha_0(t-t_0)^2$



Isso nos leva à expressão para o ângulo ($\theta$) e o ângulo inicial ($\theta_0$):

$ \theta = \theta_0 + \omega_0 ( t - t_0 )+\displaystyle\frac{1}{2} \alpha_0 ( t - t_0 )^2$

Essa expressão corresponde à forma geral de uma parábola.

ID:(3682, 0)



Ângulo de frenagem em função da velocidade angular

Equação

>Top, >Modelo


No caso de la aceleração angular constante ($\alpha_0$), a função de la velocidade angular ($\omega$) em relação a o tempo ($t$), juntamente com as variáveis adicionais la velocidade angular inicial ($\omega_0$) e o tempo inicial ($t_0$), é expressa pela equação:

$ \omega = \omega_0 + \alpha_0 ( t - t_0 )$



A partir desta equação, é possível calcular a relação entre o ângulo ($\theta$) e o ângulo inicial ($\theta_0$), bem como a mudança na velocidade angular:

$ \theta = \theta_0 +\displaystyle\frac{ \omega ^2- \omega_0 ^2}{2 \alpha_0 }$

$\alpha_0$
Aceleração angular constante
$rad/s^2$
5298
$\theta$
Ângulo
$rad$
6065
$\theta_0$
ângulo inicial
$rad$
5296
$\omega$
Velocidade angular
$rad/s$
6068
$\omega_0$
Velocidade angular inicial
$rad/s$
5295

Se resolvermos o tempo na equação de la velocidade angular ($\omega$) que inclui as variáveis la velocidade angular inicial ($\omega_0$), o tempo ($t$), o tempo inicial ($t_0$) e la aceleração angular constante ($\alpha_0$):

$ \omega = \omega_0 + \alpha_0 ( t - t_0 )$



obtemos a seguinte expressão para o tempo:

$t - t_0 = \displaystyle\frac{\omega - \omega_0}{\alpha_0}$



Esta solução pode ser substituída na equação para calcular o ângulo ($\theta$) usando o ângulo inicial ($\theta_0$) da seguinte forma:

$ \theta = \theta_0 + \omega_0 ( t - t_0 )+\displaystyle\frac{1}{2} \alpha_0 ( t - t_0 )^2$



o que resulta na seguinte equação:

$ \theta = \theta_0 +\displaystyle\frac{ \omega ^2- \omega_0 ^2}{2 \alpha_0 }$

ID:(4386, 0)



Aceleração e aceleração angular

Equação

>Top, >Modelo


Se dividirmos a relação entre la velocidade média ($\bar{v}$), o rádio ($r$) e la velocidade angular média ($\bar{\omega}$), expressa na seguinte equação:

$ v = r \omega $



pelo valor de o tempo decorrido ($\Delta t$), podemos obter o fator que nos permite calcular a aceleração angular ao longo da órbita:

$ a = r \alpha_0 $

$ a = r \alpha $

$\alpha$
$\alpha_0$
Aceleração angular constante
$rad/s^2$
5298
$a$
Aceleração instantânea
$m/s^2$
4972
$r$
Rádio
$m$
9884

Dado que la aceleração média ($\bar{a}$) é igual a la diferença de velocidade ($\Delta v$) e o tempo decorrido ($\Delta t$) conforme

$ \bar{a} \equiv\displaystyle\frac{ \Delta v }{ \Delta t }$



e la aceleração angular média ($\bar{\alpha}$) é igual a la diferença de velocidades angulares ($\Delta\omega$) e o tempo decorrido ($\Delta t$) conforme

$ \bar{\alpha} \equiv \displaystyle\frac{ \Delta\omega }{ \Delta t }$



deduz-se que

$\bar{a}=\displaystyle\frac{\Delta v}{\Delta t}=r\displaystyle\frac{\Delta\omega}{\Delta t}=\bar{\alpha}$



Assumindo que la aceleração angular média ($\bar{\alpha}$) é igual a la aceleração angular constante ($\alpha_0$)

$ \bar{\alpha} = \alpha_0 $



e supondo que la aceleração média ($\bar{a}$) é igual a la aceleração constante ($a_0$)

$ a_0 = \bar{a} $



obtém-se a seguinte equação:

$ a = r \alpha $

ID:(3236, 0)



Aceleração angular média

Equação

>Top, >Modelo


A taxa na qual a velocidade angular varia ao longo do tempo é definida como la aceleração angular média ($\bar{\alpha}$). Para medi-la, é necessário observar la diferença de velocidades angulares ($\Delta\omega$) e o tempo decorrido ($\Delta t$).

A equação que descreve la aceleração angular média ($\bar{\alpha}$) é a seguinte:

$ \bar{\alpha} \equiv \displaystyle\frac{ \Delta\omega }{ \Delta t }$

$\bar{\alpha}$
Aceleração angular média
$rad/s^2$
4970
$\Delta\omega$
Diferença de velocidades angulares
$rad/s$
5277
$\Delta t$
Tempo decorrido
$s$
5103

A definição da aceleração angular média é baseada no ângulo percorrido

$ \Delta\omega = \omega - \omega_0 $



e no tempo decorrido

$ \Delta t \equiv t - t_0 $



A relação entre os dois é definida como a aceleração angular média

$ \bar{\alpha} \equiv \displaystyle\frac{ \Delta\omega }{ \Delta t }$

dentro desse intervalo de tempo.

ID:(3234, 0)



Aceleração angular constante

Equação

>Top, >Modelo


Se a aceleração não varia, la aceleração angular média ($\bar{\alpha}$) será igual a la aceleração angular constante ($\alpha_0$), o que é expresso como:

$ \bar{\alpha} = \alpha_0 $

$\alpha_0$
Aceleração angular constante
$rad/s^2$
5298
$\bar{\alpha}$
Aceleração angular média
$rad/s^2$
4970

ID:(9873, 0)