ATIVIDADE 4 - MECÂNICA DOS SÓLIDOS ESTÁTICA

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ATIVIDADE 4 - MECÂNICA DOS SÓLIDOS – ESTÁTICA
1 - Pytel e Kiusallas (2001) definem que o Momento de Inércia de um corpo pode ser calculado pela seguinte equação:
Segundo Pytel e Kiusallas (2001, p. 347): “Esta integral corresponde a uma medida da habilidade de um corpo em resistir uma mudança em seu movimento angular ao redor de um certo eixo, da mesma forma que a massa de um corpo é a medida da sua habilidade em resistir uma mudança em seu movimento de translação.”. (PYTEL, A.; KIUSALAAS, J. Engineering Mechanics: Dynamics. 2. ed., London: Thomson Learning, 2001.)
Com base nestas informações e nos seus conhecimentos, assinale a alternativa correta.
2 - 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.
3 - “É frequentemente necessário calcular o momento de inércia de uma área composta por várias partes distintas as quais são representadas por elementos de formas geométricas simples. O momento de inércia é a integral ou soma dos produtos da distância ao quadrado vezes o elemento da área [...]. Adicionalmente, o momento de inércia de uma área composta sobre um eixo específico é, portanto, simplesmente a soma dos momentos de inércia de seus componentes sobre o mesmo eixo” (PYTEL, A.; KIUSALAAS, J. Engineering Mechanics: Dynamics. 2. ed., London: Thomson Learning, 2001. p. 456.)
Sobre este tema, analise as afirmativas a seguir.
I. Geometrias complexas podem ser geralmente tratadas como um conjunto de geometrias simples que formam o corpo. Com este artifício, é muitas vezes possível calcular de forma analítica o Momento de Inércia de uma geometria complexa.
II. O cálculo do momento de inércia leva em consideração a distribuição das massas.
III. O momento de inércia possui uma dependência linear em relação a distância do elemento de área.
IV. O momento de inércia de um corpo independe de sua massa.
Agora, assinale a alternativa que traz as afirmativas corretas.
4 - 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.
5 - Segundo Nussenzveig (2018, p. 341): “Se o corpo é suspenso por um de seus pontos, na posição de equilíbrio é preciso que a tensão -P do fio de suspensão tenha mesma linha de ação que a força-peso P do corpo aplicada no centro de gravidade G (porque não apenas a resultante, mas também o torque resultante dessas duas forças deve ser nulo).”. (NUSSENZVEIG, H. M. Curso de física básica: Mecânica. 5. ed. São Paulo: Edgard Blucher Ltda, 2018.)
Com base nesta afirmação e em seus conhecimentos, assinale a alternativa correta.
6 - Vigas são elementos estruturais que desempenham um papel fundamental nas construções ao redor do globo, geralmente as vigas possuem geometrias simples e é possível fabricá-las com facilidade e agilidade. Para seu correto dimensionamento, engenheiros e arquitetos fazem uso de conhecimentos teóricos da teoria de vigas, assim como propriedades geométricas de uma seção transversal, como o raio de giração. Nesse sentido, analise a frase a seguir.
Raios de giração são medidas alternativas de como ___________ é distribuída. São facilmente determinados se ___________ são conhecidos, e vice-versa.
Das alternativas a seguir, assinale a que melhor completa a frase acima.
7 - De acordo com Plesha, Gray e Costanzo (2013), os momentos de inércia de área são medidos de como uma área é distribuída em torno de eixos específicos. Os momentos de inércia de área dependem da geometria de uma área (tamanho e perfil) e dos eixos que você selecionar. Os momentos de inércia de área são independentes das forças, dos materiais, e assim por diante. (PLESHA, M. E.; GRAY, G. L.; COSTANZO, F. Mecânica para Engenharia: Estática. 1. ed., Porto Alegre: Bookman, 2013. p. 534.)
Sobre este tema, analise as afirmativas a seguir.
I. Raios de giração podem ser considerados medida alternativa de como uma área é distribuída.
II. Momentos internos suportados pelas vigas são determinados pelas equações de equilíbrio em casos estaticamente determinado.
III. Não é possível determinar o momento segundo de inércia de área para vigas hiperestáticas.
IV. O momento de inércia não é uma propriedade geométrica de um elemento estrutural.
Agora, assinale a alternativa que apresenta as afirmativas corretas.
8 - 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.
9 - Segundo Meriam & Kraige (2009) vigas são os mais importantes dentre todos os elementos estruturais utilizados na engenharia. Vigas geralmente são longas barras prismáticas com cargas normalmente aplicadas transversalmente ao eixo das barras. Esse tipo de elemento estrutural tem função de resistir à flexão. (MERIAM, J. L.; KRAIGE, L. G. Mecânica para Engenharia - Estática. 6. ed., Rio de Janeiro: LTC Livros Técnicos e Científicos Editora LTDA, 2009.)
Levando em consideração o seu conhecimento sobre vigas, assinale a alternativa correta.
10 - 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 quetraz as afirmativas corretas.