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(MEC / 2009) A relação entre os momentos principais de inércia das seções transversais de dois elementos estruturais com mesma área vale 4. A relação entre os raios de giração destas seções transversais vale: (UFLA / 2016 - adaptada) Um parâmetro fundamental para o dimensionamento de uma peça sujeita a esforços de flexão é denominado momento de inércia. Considerando que a seção transversal de uma viga apoiada em suas extremidades (bi apoiada) possui as dimensões mostradas na figura (sem escala, em centímetros) e que o esforço que provoca flexão está representado pelo vetor F, o momento de inércia da seção (em relação ao eixo centroidal horizontal) a ser empregado na determinação da tensão atuante na peça, devido a F, tem valor inteiro de: 02756PROPRIEDADES GEOMÉTRICAS DE ÁREA 1. 16 1 8 4 2 Data Resp.: 05/06/2023 09:21:26 Explicação: Solução: Raio de giração: 2. Data Resp.: 05/06/2023 09:20:47 kx = √ Ix A = = √4 = 2kx1kx2 √ Ix1 A √ Ix1 A 2.370cm4 40.203cm4 20.230cm4 26.873cm4 25.003cm4 (DEMAE - GO / 2017 - adaptada) Para determinação das tensões máximas atuantes em seções transversais, são necessários cálculos de características geométricas da seção, como o momento de inércia e o centro geométrico da seção. A coordenada vertical do centro geométrico da seção pode ser expressa como: onde A é a área da seção transversal e y é distância medida na vertical. Isto posto, considere a seção ilustrada na figura. Para esta seção transversal, a coordenada vertical do centro geométrico da seção (ycg), em relação à base da seção, vale: (CESGRANRIO / 2015) O eixo de saída de um motor elétrico possui três engrenagens dispostas conforme mostrado na figura abaixo. Explicação: Solução: Pela simetria, o eixo centroidal horizontal passa pelo ponto médio da altura do perfil, ou seja, 15,5 cm. Momento de inércia do retângulo em relação ao eixo centroidal: 3. 7,5 cm 12,5 cm 17,5 cm 10 cm 15 cm Data Resp.: 05/06/2023 09:20:14 Explicação: Solução: 02828TORÇÃO 4. Ix = b.h 3 12 Ix = + + = 25.002, 9cm45.31 3 12 17.53 12 5.313 12 ycg = ∫A ydA 1 A ¯̄̄y = ∑ ȳi.Ai ∑Ai ¯̄̄y = = 12, 5cm(7,5).75+(17,5).(75)75+75 As engrenagens acionam sistemas mecânicos que requerem os torques , e com os sentidos indicados. O torque máximo atuante no eixo decorrente do efeito exclusivo de torção situa-se na região entre a engrenagem (IF-PE / 2017) Calcule a tensão máxima de cisalhamento para eixo maciço de comprimento e seção transversal constante de raio , submetido a um torque . Considere que o momento de inércia polar da seção transversal do eixo é igual a , e assinale a alternativa correta. Um eixo maciço de alumínio encontra-se engastado em uma estrutura e a outra extremidade livre. Considere o raio do eixo igual a 50mm e o torque aplicado na extremidade livre igual a 200N.m. Se a torção ocorre no regime elástico, qual dos gráficos (distância a partir do centro versus deformação cisalhante) melhor representa a deformação por cisalhamento ao longo do raio? 1 e a engrenagem 2, e vale 5,5kN.m. 1 e o motor, e vale 5,5kN.m. 1 e a engrenagem 2, e vale 3,0kN.m. 2 e a engrenagem 3, e vale 4,5kN.m. 2 e a engrenagem 3, e vale 5,5kN.m. Data Resp.: 05/06/2023 09:24:03 Explicação: Gabarito: 1 e o motor, e vale 5,5kN.m. Solução: Fazendo um "corte" na seção entre o motor e torque e, admitindo-se o equilíbrio, o torque interno atuante na seção é igual a . Qualquer outro "corte" feito, à direita terá menos torques a equilibrar. Logo, entre o motor e o o valor do torque interno é máximo. 5. Data Resp.: 05/06/2023 09:24:11 Explicação: Gabarito: Solução: 6. T1 = 1, 0kN.m T2 = 2, 0kN.m T3 = 2, 5kN.m T1 1 + 2 + 2, 5 = 5, 5kN.m T1 L R T π.R 4 2 2.T p.R2 2.T p.R3 T p.R3 4.T p.R2 4.T p.R 2.T p.R3 τ = → → τmax = T.ρ J0 T.R π.R4 2 2.T π.R3 Data Resp.: 05/06/2023 09:24:20 Explicação: Gabarito: Solução: γ = ⋅ γmáxima ρ c (Prefeitura de Mauriti - CE / 2019) Um material elástico é empregado para confeccionar uma viga de 12cmlargura e seu carregamento segue indicado na figura a seguir. Considerando que o material apresenta tensão admissível de 12MPa, a altura mínima para essa viga é, aproximadamente, em cm: (Petrobras / 2015) O perfil I mostrado na figura é utilizado como viga e estará sujeito à flexão, para a qual vale a relação , onde M é o momento fletor atuante na seção, c é a distância da linha neutra (LN) até a fibra mais externa, e I é o momento de inércia da área da seção transversal. O perfil é utilizado de tal modo que a linha neutra pode estar apoiada sobre o eixo x ou sobre o eixo y.A viga apresentará maior resistência à flexão se a linha neutra estiver sobre o eixo Como c e são constantes para um dado carregamento e uma seção circular particular, temos que: Assim, são diretamente proporcionais (reta crescente passando pela origem). 02465FLEXÃO PURA 7. 45 39 55 25 49 Data Resp.: 05/06/2023 09:22:55 Explicação: Gabarito: 39 Justificativa: 8. γmáxima γ = k ⋅ ρ γ e ρ Mmax = = 37.500N.m q.L2 8 σmax = → 12.106 = → h = 0, 39m = 39cmM.cI 37.500. h2 (0,12).h3 12 σ = Mc/I (Exercício 6.104 do livro Resistência dos Materiais, HIBBELER, R. C, 2010, p. 222 - adaptada) A viga tem seção transversal retangular. Se estiver sujeita a um momento fletor M = 3.500N.m direcionado, conforme a figura, determine a tensão de flexão máxima. x, porque x ou sobre o eixo y, pois y, porque x, porque y, porque Data Resp.: 05/06/2023 09:24:26 Explicação: Gabarito: x, porque Justificativa: A área está mais concentrada em torno do eixo y do que em torno do eixo x. Assim, . O módulo resistente à flexão W é dado por: . Para os dois casos, o afastamento máximo da linha neutra é igual (a). Como , então , ou seja, a viga é mais resistente à flexão em torno de x. 02464FLEXÃO OBLIQUA, COMPOSTA E FLAMBAGEM 9. 2,0MPa 3,2MPa 2,9MPa 1,8MPa 2,5MPa Data Resp.: 05/06/2023 09:24:31 Explicação: Gabarito: 2,9MPa Justificativa: Projeções do momento M: Momentos de inércia: Ix < Iy Ix = Iy Iy < Ix Ix > Iy Ix < Iy Ix > Iy Iy < Ix W = Ic Ix > Iy Wx > Wy My = 3500.sen30° = 1750N.m Mz = −3500.cos30° = −3031, 1N.m Iz = = 3, 375.10−4m4 (0,15).(0,30)3 12 Iy = = 8, 4375.10−5m4 (0,30).(0,15)3 12 (CESGRANRIO / 2012) Em um projeto de um pilar cilíndrico sob compressão, com as extremidades engastadas, verificou-se a necessidade de multiplicar por quatro sua altura. Para ser mantido o valor da carga crítica de flambagem do pilar, seu diâmetro deve ser multiplicado por: Determinação da tensão por flexão no ponto A, a partir da equação 5: 10. 1,41 4 2 8 0,5 Data Resp.: 05/06/2023 09:24:34 Explicação: Gabarito: 2 Justificativa Assim: σx = − + (−3031,1).(0,15) 3,375.10−4 1750.(0,075) 8,4375.10−5 σx = 2, 9MPa Pcr = eI = =π 2.E.I L2e p.R4 4 p.D4 64 Pcr = = π2.E. p.D4 64 L2e π3.E.D4 64.L2e =π 3.E.D4 64.L2e π3.E.D′4 64.(4.Le)2 D′ = 2.D
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