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2-) Substitua as duas forças que agem na politriz por uma força resultante e determine o momento que elas provocam em torno do ponto O. Expresse o resultado na forma de um vetor cartesiano e na forma em módulo. Considere 𝑭𝟏𝒙 igual à soma dos três últimos números do seu RU mais 2 (em N), 𝑭𝟐𝒚 igual à soma dos dois últimos números do seu RU mais 5 (em N). A distância “a” é igual ao último dígito do seu RU mais 20 (em mm) e a distância “b” igual ao penúltimo dígito do seu RU mais 30 (em mm). 𝐹1𝑥 = 6 + 6 + 2 + 2 = 16 𝑁, 𝐹2𝑦 = 6 + 2 + 5 = 13 𝑁, 𝑎 = 2 + 20 = 22 𝑚𝑚 , 𝑏 = 6 + 30 = 36 𝑚𝑚 Força resultante: Módulo da força resultante: Momentos: O vetor r1 vai da origem ao ponto A e o vetor r2 vai da origem ao ponto B. Momento total 3-) A torre para uma linha de transmissão é modelada pela treliça mostrada. Para as cargas de F que correspondem à soma dos dois últimos números do seu RU mais 1 (em kN) aplicadas nos nós A e H da treliça, determine as forças nos elementos AB, DE e BC. Considere a distância “a” igual ao penúltimo número do seu RU mais 1 (em m) e o ângulo 𝜽 igual à soma dos três últimos números do seu RU mais 10 (em °). 𝐹 = 6 + 2 + 1 = 9 𝑘𝑁, 𝑎 = 6 + 1 = 7 𝑚, 𝜃 = 6 + 6 + 2 + 10 = 24° Vamos analisar o segmento AB: Módulo do segmento de A até B que chamamos de s, 𝑠 = √𝑎2 + ( 𝑎 2 ) 2 = √72 + ( 7 2 ) 2 = √49 + 49 4 = √61,25 = 7,8 𝑚 O ângulo no ponto A é sin(𝜃′) = 𝑎 2 𝑠 = 3,5 𝑚 7,8 𝑚 = 0,447 = 0,450 cos(𝜃′) = 𝑎 𝑠 = 7 𝑚 7,8 𝑚 = 0,894 = 0,900 Somatório das forças em x a partir do ponto A: ∑𝐹𝑥 = 0 −𝐴𝐸 − 𝐴𝐵 cos(𝜃′) + 𝐹 sin(𝜃) = 0 𝐴𝐸 = −𝐴𝐵 cos(𝜃′) + 𝐹 sin(𝜃) Somatório das forças em y a partir do ponto A: ∑𝐹𝑌 = 0 −𝐴𝐵 sin(𝜃′) − 𝐹 cos(𝜃) = 0 𝐴𝐵 = − 𝐹 cos(𝜃) sin(𝜃′) = − (9 𝑘𝑁) cos(24°) 0,447 = −18,4 𝑘𝑁 Logo, 𝐴𝐸 = −(−18,4 𝑘𝑁)(0,894) + (9 𝑘𝑁) sin(24°) 𝐴𝐸 = 16,44 𝑘𝑁 + 3,66 𝑘𝑁 = 20,1 𝑘𝑁 Vamos para o nó E: Somatório de forças em x: 𝐴𝐸 − 𝐷𝐸 = 0 → |𝐷𝐸| = |𝐴𝐸| = 20,1 𝑘𝑁 𝐵𝐸 = 0 Analisando o nó B: 𝐵𝐷 = 0 porque se não fosse, isso causaria um desbalanço em AB e BC. Daqui, vemos que |𝐵𝐶| = |𝐴𝐵| = 18,4 𝑘𝑁 4-) Adaptado ENADE 2011 – Na figura a seguir, tem-se a representação de uma viga submetida a um carregamento distribuído 𝒘 que corresponde a soma dos dois últimos números do seu RU mais 2 kN/m (em kN/m) e a um momento fletor 𝑴 igual a soma dos três últimos números do seu RU mais 1 kN.m (em kN.m). Construa os diagramas de força cortante e de momento fletor através da metodologia apresentada na Aula 4 e construa-os também no site vigas online. Para este último, apresente os resultados com os prints da tela. 𝑊 = 6 + 2 + 2 = 10 𝑘𝑁 𝑚 , 𝑀 = 6 + 6 + 2 + 1 = 15 𝑘𝑁𝑚 Considerando o eixo vertical positivo para cima, o somatório das forças na direção vertical, temos −𝑊𝑥2 +𝑅1 + 𝑅2 = 0 Consideramos o rolete como ponto 2 e o pino como ponto 1 𝑅1 +𝑅2 = 𝑊𝑥2 = (10 𝑘𝑁𝑚)(2 𝑚) = 20 𝑘𝑁 Equilíbrio dos momentos no ponto 1: 𝑅2(2𝑚 − 6𝑚) + (−15 𝑘𝑁𝑚) − (20 𝑘𝑁)(𝑥𝑚 − 6𝑚) = 0 𝑅2(2𝑚 − 6𝑚) + (−15 𝑘𝑁𝑚) − (20 𝑘𝑁) ( 2 𝑚 − 0𝑚 2 − 6𝑚) = 0 𝑅2(−4 𝑚) + (−15 𝑘𝑁𝑚) − (20 𝑘𝑁)(−5𝑚) = 0 𝑅2(−4 𝑚) = (15 𝑘𝑁𝑚) − (20 𝑘𝑁)(5𝑚) = 15 𝑘𝑁𝑚 − 100 𝑘𝑁𝑚 = −85 𝑘𝑁𝑚 𝑅2 = 85 𝑘𝑁 4 = 21,25 𝑘𝑁 Como 𝑅1 + 𝑅2 = 20 𝑘𝑁 → 𝑅1 = 20 𝑘𝑁 − 𝑅2 = 20 𝑘𝑁 − 21,25 𝑘𝑁 = −1,25 𝑘𝑁 Esforço cortante Intervalo 0 ≤ 𝑥 ≤ 2 : 𝑉(𝑥) = −𝑊(𝑥 − 0) = −(10 𝑘𝑁)𝑥 Intervalo 2 ≤ 𝑥 ≤ 4 : 𝑉(𝑥) = 𝑅2 − (10 𝑘𝑁)(4 − 2) = 21,25 𝑘𝑁 − (10 𝑘𝑁)(4 − 2) = 1,25 𝑘𝑁 Intervalo 4 ≤ 𝑥 ≤ 6 𝑉(𝑥) = 𝑅2 − (10 𝑘𝑁)(4 − 2) = 21,25 𝑘𝑁 − (10 𝑘𝑁)(6 − 4) = 1,25 𝑘𝑁 Momento fletor Intervalo 0 ≤ 𝑥 ≤ 2 : Integramos a equação da cortante: 𝑀(𝑥) = (−10 𝑘𝑁) ∫𝑥𝑑𝑥 = (−10 𝑘𝑁) 𝑥2 2 = (−5 𝑘𝑁)𝑥2 Intervalo 2 ≤ 𝑥 ≤ 4 : 𝑀(𝑥) = (1,25 𝑘𝑁) ∫𝑑𝑥 = (1,25 𝑘𝑁)𝑥 + 𝐶 𝐶 = 𝑅1 −𝑅2 = −1,25 𝑘𝑁 − 21,25 𝑘𝑁 = −22,5 𝑘𝑁 𝑀(𝑥) = (1,25 𝑘𝑁)𝑥 − 22,5 𝑘𝑁 Intervalo 4 ≤ 𝑥 ≤ 6 : 𝑀(𝑥) = (1,25 𝑘𝑁) ∫𝑑𝑥 = (1,25 𝑘𝑁)𝑥 + 𝐶 𝐶 = −1,25 𝑘𝑁 − 21,25 𝑘𝑁 + 15 𝑘𝑁 = −7,5 𝑘𝑁 𝑀(𝑥) = (1,25 𝑘𝑁)𝑥 − 7,5 𝑘𝑁 Gráficos do site 5-) Localize o centróide 𝑥 ̅ da seção reta para o perfil em ângulo. Em seguida, encontre o momento de inércia 𝐼𝑦 ̅ ′ em relação ao eixo 𝑦′ que passa pelo centróide. Sabendo que a cota “a” corresponde ao último número do seu RU mais 1 mm e a cota “b” corresponde ao penúltimo número do seu RU mais 2 mm, ambas medidas em mm. Calcule o momento de inércia em 𝑚𝑚4. 𝑎 = 2 + 1 = 3 𝑚𝑚, 𝑏 = 6 + 2 = 8 𝑚𝑚 Vamos calcular componente x do centróide Momento de Inércia Usei d no primeiro termo da fórmula para não confundir com o b da primeira figura. 6-) Determine a dimensão do diâmetro da seção transversal da barra de conexão CD, sabendo que ela será fabricada com aço estrutural A36 com 𝜎𝑒 = 250 𝑀𝑃𝑎 e que um fator de segurança igual a 2,5 deve ser considerado nesse projeto. Considere uma barra circular no projeto da barra de conexão CD e que a carga que o guindaste está carregando é igual à soma dois 3 últimos números do seu RU mais 10, tudo vezes 1000 (em kg). A distância “a” corresponde à soma dos dois últimos número do seu RU mais 10 (em m) e a distância “b” equivale ao último número do seu RU (em m). Utilize 9,81 m/s² no cálculo da força peso. 𝑚 = (6 + 6 + 2 + 10)(1000) = 24000 𝑘𝑔 𝑎 = 6 + 2 + 10 = 18 𝑚, 𝑏 = 2 𝑚 Precisamos calcular a força na barra CD. Força peso: 𝑃 = 𝑚𝑔 = (24000 𝑘𝑔) (9,81 𝑚 𝑠2 ) = 235,44 𝑁 Momento em torno do ponto A: ∑𝑀𝐴 = 0 = 𝐹(18 𝑚) − 𝑃(25 𝑚 + 2𝑚) 𝐹 = (235,44 𝑁)(27 𝑚) 18 𝑚 = 353,16 𝑁 Fator de segurança: 𝐹𝑆 = 𝜎𝑒 𝜎𝑎𝑑𝑚 = 𝜎𝑒 𝐹 𝐴 = 𝐴𝜎𝑒 𝐹 Rearranjando 𝐴 = (𝐹𝑆)(𝐹) 𝜎𝑒 = (2,5)(353,16 𝑁) 250 𝑀𝑃𝑎 = (2,5)(353,16 𝑁) 250 × 106 𝑃𝑎 = 3,53 × 10−6 𝑚2 3,53 × 10−6 𝑚2 = 𝐴 = 𝜋𝑑2 4 → 𝑑 = √ (4)(3,53 × 10−6 𝑚2) 𝜋 𝑑 = √ (4)(3,53 × 10−6 𝑚2) 𝜋 = √4,5 × 10−6 𝑚2 = 0,002 𝑚
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