▷ Sistema mecânico

Este artigo explica o que são sistemas mecânicos. Assim, você encontrará o significado de sistema mecânico, exemplos de sistemas mecânicos e quais são os diferentes tipos de sistemas mecânicos.

O que é um sistema mecânico?

Um sistema mecânico é um conjunto de elementos mecânicos que funcionam de maneira coordenada para transformar ou transmitir movimento ou força.

Em outras palavras, um sistema mecânico serve para aumentar ou reduzir um movimento ou para aumentar ou reduzir uma força. Os sistemas mecânicos são, portanto, muito úteis para o ser humano, porque nos permitem exercer uma grande força ou gerar um movimento que requer muita força de forma confortável.

Uma das características dos sistemas mecânicos é que podem ser facilmente combinados com outros tipos de sistemas. Por exemplo, um sistema mecânico é normalmente conectado a um sistema elétrico para produzir o movimento de um motor elétrico.

Os sistemas mecânicos são compostos de diferentes partes sólidas. Assim, cada parte se move sob a influência de uma força, de modo que todas as partes se combinam para fazer com que o sistema mecânico desempenhe uma função específica.

Exemplos de sistemas mecânicos

Depois de vermos a definição de sistema mecânico, vários exemplos de sistemas mecânicos são dados a seguir para melhor compreender o conceito.

Sistema biela-manivela : sistema mecânico utilizado para transformar um movimento linear em movimento circular e vice-versa.
Sistema Cam-Follower : sistema mecânico que converte um movimento rotativo em um movimento linear oscilatório.
Sistema de parafuso sem-fim : sistema mecânico utilizado para transmitir um movimento rotacional entre dois eixos perpendiculares.
Sistema de cremalheira e pinhão : sistema mecânico reversível que permite passar do movimento circular ao movimento linear.
Sistema de engrenagens : sistema mecânico usado para transmitir movimento circular de uma engrenagem para outra.
Sistema de polias : sistema mecânico formado por um conjunto de polias que se combinam de forma eficaz para que a força necessária para levantar uma carga seja menor.

Partes de um sistema mecânico

Um sistema mecânico é composto pelas seguintes partes ou elementos:

Bloco motriz (ou bloco de entrada) : É a parte do sistema mecânico que recebe a força motriz e, portanto, inicia o movimento de todo o sistema. Normalmente, este componente do sistema mecânico é conectado a um motor elétrico, de forma que o motor forneça o movimento inicial do sistema mecânico.
Bloco transmissor : é a parte do sistema mecânico que recebe o movimento do bloco do motor e o transforma. Da mesma forma, é responsável por transmitir o movimento ao bloco de saída.
Bloco receptor (ou bloco de saída) : É a parte do sistema mecânico que recebe o movimento e a força do bloco transmissor e é responsável por aplicar o trabalho mecânico de saída. Portanto, este componente ou conjunto de elementos desempenha a função principal do sistema mecânico.

Se analisarmos o exemplo do sistema mecânico da bicicleta, os pedais são a unidade motora que recebe a força exercida pelas pernas. Posteriormente, os pedais transmitem o movimento rotacional ao mecanismo da bicicleta, que é o bloco de transmissão. Por fim, o mecanismo aumenta o valor da força e a transmite para as rodas, que são o bloco de saída, e assim a bicicleta avança.

Tipos de sistemas mecânicos

Os sistemas mecânicos podem ser classificados nos seguintes tipos de acordo com a sua função:

Sistema de transmissão linear mecânica – Um tipo de sistema mecânico que transmite movimento linear. Normalmente, esses tipos de sistemas mecânicos são usados para aumentar ou reduzir a força de entrada.
Sistema mecânico de transmissão circular : tipo de sistema mecânico que transmite movimento circular. Esses sistemas mecânicos são usados para aumentar ou reduzir a velocidade de rotação de um eixo.
Sistema de transformação de movimento mecânico : Um tipo de sistema mecânico que transforma o movimento de entrada em outro tipo de movimento. Esses tipos de sistemas mecânicos são muito úteis porque permitem alternar do movimento circular para o movimento linear ou vice-versa.

➤ Veja: Tipos de mecanismos

Vantagem mecânica de um sistema mecânico

Vantagem mecânica é uma medida que indica o fator pelo qual a força aplicada a um sistema mecânico é multiplicada. Em outras palavras, vantagem mecânica é um parâmetro característico de um sistema mecânico que expressa o grau de amplificação de uma força utilizando o referido sistema.

A fórmula para calcular a vantagem mecânica de um sistema mecânico é:

$VM=\cfrac{F_s}{F_e}$

A vantagem mecânica de um sistema mecânico também pode ser calculada dividindo a velocidade da força aplicada pela velocidade com que a carga se move. Da mesma forma, esta expressão também equivale ao deslocamento do ponto da força aplicada dividido pelo deslocamento da carga:

$VM=\cfrac{F_s}{F_e}=\cfrac{v_e}{v_s}=\cfrac{d_e}{d_s}$

Ouro:

$VM$

é a vantagem mecânica.
$F_s$

é a força de saída.
$F_e$

é a força de entrada.
$v_e$

é a velocidade de entrada.
$v_s$

é a velocidade de saída.
$d_e$

é a distância percorrida pela entrada.
$d_s$

é a distância percorrida pela saída.

Por outro lado, se quisermos transmitir um momento em vez de uma força, a vantagem mecânica é calculada dividindo o momento de saída pelo momento de entrada. Por exemplo, a vantagem mecânica dos sistemas de engrenagens é medida pela relação entre o momento transmitido.

$VM=\cfrac{M_s}{M_e}=\cfrac{\omega_e}{\omega_s}$