Conceitos de Vigas em Engenharia

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1) Para conceber uma estrutura metálica em que os critérios de um projeto sejam corretamente desenvolvidos é resultado do conhecimento teórico, prático e o esforço combinado de engenheiros civis, engenheiro mecânicos, arquitetos e outros profissionais de diversas áreas. Tais critérios devem ser suficientes para satisfazer os requisitos funcionais e econômicos de um projeto integrado.
Figura 6: Representação de uma viga de comprimento de 6 metros, sob atuação de diferentes forças.
Fonte: HIBBELER, 2016, p. 358.
Considerando a viga ilustrada anteriormente, determine o momento fletor  em D e assinale a alternativa que traz a resposta correta.
2) Vigas são estruturas desempenham um importante papel mecânico. Elas são dimensionadas para resistir diversos tipos de cargas. Geralmente elas possuem geometrias simples e, portanto, é possível fabricá-las com facilidade e agilidade. Por estes e outros motivos as vigas estão presentes em diversos projetos como na construção de prédios, navios, pontes e carros. No entanto, a segurança de tais estruturas depende da determinação das suas forças internas. Sobre este procedimento, analise as afirmativas a seguir.
I. A determinação dos esforços internos de vigas em estado estático leva em consideração a Segunda Lei de Newton (somatório das forças e momentos igual a zero).
II. A Terceira Lei de Newton não se aplica na determinação dos momentos internos suportados pelas vigas em estado estático.
III. As vigas podem suportar diversos tipos de cargas como momentos fletores, forças cisalhantes e forças axiais.
IV. As vigas são fabricadas para suportar principalmente esforços axiais.
Agora, assinale a alternativa que traz as afirmativas corretas.
3) Para dimensionar vigas o engenheiro precisa ter conhecimento preciso de como as forças atuam internamente no membro estrutural, e desta forma proceder a seleção do material e geometria capazes de suportar a carga de projeto. Levando essas informações em consideração, analise a viga ilustrada a seguir.
Figura 4: Representação de uma viga sob atuação de diferentes forças e reações de apoio.
Fonte: HIBBELER, 2016, p. 356.
Agora, determine os valores do esforço normal (N), o esforço cortante , o momento fletor  no ponto E, e assinale a alternativa que traz a resposta correta.
4) Segundo Lemos, Teixeira & Mota (2009) uma relação que é pouco enfatizada, mas assuntos que estão intimamente relacionados são o centro de gravidade e o equilíbrio corporal. Há muitas variáveis que influenciam a localização do centro de gravidade de uma pessoa e seu equilíbrio corporal. Alguns teoremas facilitam a localização destes pontos. (LEMOS L. F. C.; TEIXEIRA C. S.; MOTA C. B. Uma revisão sobre centro de gravidade e equilíbrio corporal. Revista Brasileira de Ciência & Movimento, v. 17, n. 4, p. 83-90 2009.)
Sobre este assunto, assinale a alternativa correta.
5) Para dimensionar uma estrutura mecânica é fundamental que o engenheiro projetista conheça as forças que atuam internamente no membro estrutural, para assim possibilitar a seleção do material e geometria capazes de suportar a carga de projeto. (BEER, F. P. et al. Vector Mechanics for Engineers: Statics and Dynamics. 12. ed. McGraw-Hill Education, 2019.)
Figura 2: Viga de comprimento L em equilíbrio sob a aplicação de cargas pontuais e reações de apoio.
Fonte: HIBBELER, 2016, p. 354.
Considere a viga ilustrada e suponha que que ;  e . Assim, determine o momento fletor  no ponto B e assinale a alternativa que traz a resposta correta.
6) A concepção de uma estrutura metálica é resultado do esforço combinado de engenheiros civis, engenheiro mecânicos, arquitetos e outros profissionais de diversas áreas. Os critérios devem ser suficientes para satisfazer os requisitos funcionais e econômicos de um projeto integrado. (PRAIVA, 2013). Vigas são elementos cuja teoria clássica de cálculo reside em hipóteses de elasticidade que simplificam um problema elástico tridimensional para unidimensional. (PRAVIA, Z. M. C. Projeto e cálculo de estruturas de aço
- Edifício industrial detalhado. 1. ed., Rio de Janeiro: Elsevier, 2013.)
Analise as hipóteses clássicas a seguir para uma viga esbelta em flexão, assinale as afirmativas abaixo com V para verdadeiro e F para falso.
(   ) Seções planas, tomadas ortogonalmente ao seu eixo, continuam planas após a flexão.
(   ) As fibras da viga localizadas na linha neutra mudam seu comprimento quando em flexão.
(   ) A linha neutra de uma viga passa pelo centroide da seção transversal da viga.
(   ) A deformação de suas fibras varia linearmente com a distância da linha neutra.
(   ) Condições de equilíbrio são utilizadas para determinar a linha neutra.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
7) De acordo com Meriam e Kraige (2009) as vigas são, sem nenhuma dúvida, as estruturas mais utilizadas da engenharia. Elementos quase obrigatórios no dimensionamento de estruturas de qualquer complexidade, as vigas possuem diversas geometrias transversais, denominados perfis. Os perfis mais utilizados são o perfil em "I" e "T", seguidos pelos perfis em formato de "U" e de "L". (MERIAM, J. L.; KRAIGE, L. G. Mecânica para Engenharia - Estática. 6. ed., Rio de Janeiro: LTC Livros Técnicos e Científicos Editora LTDA, 2009.)
O dimensionamento do perfil de uma viga tem como função principal de garantir que a viga ofereça resistência a esforços de:
I. cisalhamento;
II. momento fletor;
III. carga axial;
IV. esforços que tendem a curvas a viga.
Agora, assinale a alternativa que traz as afirmativas corretas.
8) Para que os profissionais tenham a capacidade de projetar corretamente vigas e estruturas metálicas, alguns conhecimentos teóricos são essenciais. Leia atentamente o conceito a seguir de Best, et. al. (2013, p. 151): “O momento axial ou polar de inércia de uma área em relação a qualquer eixo é igual ao momento de inércia Ida área em relação a um eixo paralelo que passa pelo centroide da área mais o produto da área pelo quadrado da distância entre os dois eixos.” (BEST, C. L.; MCLEAN, W. G.; NELSON, E. W.; POTTER, M. C. Engenharia Mecânica Estática: Coleção Schaum. 1. ed., [S.l]: Bookman, 2013.)
Assinale a alternativa que traz o conceito teórico ao qual o trecho anterior se relaciona.
9) Considere também o sistema de massas da figura a seguir, sujeito a uma ação da gravidade no sentido oposto ao eixo y, ou seja, de cima para baixo. Tal sistema é composto por quatro massas de diversos pesos. São copos esféricos posicionados no plano conforme as coordenadas do gráfico. O centro de gravidade pode ser calculado utilizando a média ponderada das coordenadas de cada massa (SÁ; ROCHA, 2012). Nestes casos, utiliza-se a equação
A imagem a seguir traz uma representação do sistema de massas. (SÁ, C. C.; ROCHA, J. Treze Viagens Pelo Mundo da Matemática. 2. ed. Portugal: U.Porto, 2012.)
Figura 1: Sistema de massas indicando a localização de cada uma das quatro massas.
Fonte: Elaborada pelo autor, 2019.
Com base nas informações dadas, o centro de gravidade do sistema de massas apresentado na figura anterior se encontra nas coordenadas ________________________.
Das alternativas a seguir, assinale a que melhor completa a frase acima.
10) Considere o seguinte trecho: “Um objeto se comporta como se todo seu peso se concentrasse em um único ponto. Esse ponto é chamado de centro de gravidade. O centro de gravidade de um objeto não está localizado necessariamente no seu centro geométrico, e pode estar localizado fora do objeto. [...] Para sustentar um objeto é possível suportar somente o seu peso.”. (SANTOS, G. N. C.; DANAC, A. C. I-physics IV. Phillppines: Rex Book Store, 2006. p. 9.)
Com base nas informações do trecho acima e seus conhecimentos, assinale a alternativa correta.