Relembrar Física - Calculo do torque necessario

[metRo_]

Tenho um sistema deste género, um motor a puxar uma peca para cima e para baixo num veio. Isto e feito através de uma pulia(amarelo) onde e' enrolada uma corda(vermelho)


Considerando que a peca verde, mais motor, mais bateria pesa 1Kg tenho 9.8N de forca que tem que ser contrariada. A pulia tem 40mm de diâmetro.


Torque = F * r * sin(a) = 9.8 * 0.02m * sin(90) = 0.196 Nm ~ 28ozin

Considerando um motor com estas características:

Key specs at 6 V: 450 RPM and 250 mA free-run, 25 oz-in (1.8 kg-cm) and 3.3 A stall.

Acham que era tranquilo fazer mover esta peca a velocidade que o motor anuncia 450RPM levando a tensão para uns 10V? (nem que para isso o motor durasse metade do tempo de vida útil)

Estou-me a esquecer de alguma variável importante?
Eu desprezei os atritos, considerando que a peca tem um linear bearing que factor usariam para tentar aproximar o torque de um valor mais real?

Se eu em vez de uma corda usar um sistema deste género, o torque e' o mesmo?


Obrigado, e' que as aulas de física já lá vão há algum tempo :p

[Njay]

Só assim de repente acho que o teu esquema tem um problema de fundo. Como a corda vai ficando mais horizontal, quanto mais em cima mais força tens que fazer.

[senso]

3 rodas de borracha á volta do poste.

E é binário.

[metRo_]

Só assim de repente acho que o teu esquema tem um problema de fundo. Como a corda vai ficando mais horizontal, quanto mais em cima mais força tens que fazer.

eu no desenho coloquei assim, mas eu consigo colocar um suporte de forma a que a corda esteja sempre na vertical.

3 rodas de borracha á volta do poste.

nao percebi lol

[jm_araujo]

Deves estar-te a referir ao binário (se há uma boa palavra portuguesa não precisamos de usar a inglesa). E não me ponhas a falar do aborto das onças por polegada. Vamos antes trabalhar com unidades civilizadas e aproveito a magnitude especificada (kg*cm) do motor como referência.

Aqui o importante é "450 RPM and 250 mA free-run". "Free-run" é sem carga, pelo que esse motor nunca será capaz de manter essa velocidade com uma carga, seja qual for, com a tensão de 6V. E os 1.8kg*cm é em stall, com o veio bloqueado.

O binário que precisas é 1kg*2cm=2kg*cm

Neste caso como o binário de paragem do motor é inferior ao binário necessário, a coisa não mexe.

Vamos analisar o melhor caso possível:
Se assumirmos que o motor tem um comportamento linear quando aumentas a voltagem (num mundo ideal não seria longe da realidade: o campo magnético depende da corrente nas bobines, que por sua vez depende diretamente da tensão), se aumentares a voltagem para 10V terias a velocidade máxima do motor a aumentar para 450/6*10=750RPM e o binário para 1,8/6*10= 3kg*cm (>maior que 2kg*cm= já mexe!!).
Podemos estimar a velocidade se assumirmos que a potência do motor é constante até bloquear e a velocidade varia de forma linear com o binário (Ei, eu disse "o melhor caso possível ). Nesse caso a velocidade para 2km*cm seria 750*(1-2kg*cm/3km*cm) = 250rpm, pelo que num mundo ideal nem 10V te chegam com esse motor para atingir as 450rpm.
Pelas minhas contas e nesse mundo utópico, precisavas de 12,66(6)V para manter uma rotação de 450rpm.

Na realidade precisas de outro motor ou de aligeirar a carga.

[senso]

Isto:

[metRo_]

Isto:

Não dá para fazer algo desse género, só posso usar mesmo um motor. Só com um  não sei se isso ia resultar muito bem.

jm_araujo obrigado realmente estava a considerar mal os valores.

Em relação a usar um sistema de correias como o mostrado na imagem comparativamente ao da corda, a nível de forças era idêntico?
É que no caso da correia era mais fácil fazer a peça ficar parada a meio por causa da tensão da correia.

[jm_araujo]

Em relação a usar um sistema de correias como o mostrado na imagem comparativamente ao da corda, a nível de forças era idêntico?
É que no caso da correia era mais fácil fazer a peça ficar parada a meio por causa da tensão da correia.

É identico, e precisamente por isso é que não é mais fácil ficar parada. De onde é que vem essa força que o faz parar?
Se fica parada é porque tens mais atrito. Se tens mais atrito, tens de ter forma como o vencer, logo motor maior.

[metRo_]

Mas por isso é que digo que se a correia estiver em tensão não sei que força considero, igual a força da peça? Isto é,  passo a ter a força da peça para baixo e a da tensão da correia para cima, e o meu motor passa a precisar de 4kgcm de binário?

[jm_araujo]

Sim o valor é esse,  se o atrito do motor for desprezável.
Mas as forças a vencer são o peso da peça e o atrito da peça com a correia (que por sua vez faz força na correia).

[metRo_]

Sim o valor é esse,  se o atrito do motor for desprezável.
Mas as forças a vencer são o peso da peça e o atrito da peça com a correia (que por sua vez faz força na correia).

Pensei que houvesse alguma forca que representasse a tensão da correia e que esta nao fosse representada por atrito.