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Análise estática em um macaco tipo sanfona de automóvel

O macaco suporta uma força P = 1000 lb. na posição mostrada.
A figura 1 mostra um esquema de um macaco tipo sanfona simples usado para erguer um carro. Ele consiste em seis barras que são conectadas por articulações e/ou engrenamentos, e um sétimo elemento (corpo1) na forma de parafuso de movimento que é girado para elevar o macaco. Mesmo sendo um equipamento claramente tridimensional, ele pode ser analisado como bidimensional se assumirmos que a força aplicada (do carro) e o macaco estão exatamente na vertical (na direção de y). Sendo assim, todas as forças estarão no plano xy. Essa hipótese é válida se o carro for erguido sobre uma superfície nivelada. Caso contrário, haverá outras forças nos planos yz e xz. O projetista de macacos precisa considerar o caso mais geral, mas para o nosso exemplo simples, iremos assumir inicialmente um carregamento bidimensional. Para o conjunto geral mostrado na figura 1, podemos encontrar a força de reação Fg, dada a força P, pelo somatório de forças: Fg = - P

A figura 2 mostra um conjunto de diagramas de corpo livre para todo o macaco. Cada elemento ou subconjunto de interesse foi separado dos outros e as forças e os momentos são mostrados atuando (exceto para os pesos próprios, que são pequenos quando comparados às forças aplicadas e, portanto podem ser desconsiderados nesta análise). As forças e os momentos podem ser tanto reações internas nas conexões com outros elementos ou cargas externas do “mundo externo”. O centro de gravidade dos respectivos elementos é usado como origem dos sistemas de coordenadas locais não-girantes, em relação aos quais os pontos de aplicação de todas as forças no elemento são localizados. Nesse projeto, o equilíbrio é conseguido devido ao engrenamento de dois pares de segmentos de engrenagens (não evolventes) agindo entre as barras 2 e 4 e entre as barras 5 e 7. Essas interações são modeladas como forças agindo sobre uma normal