Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
6. MOMENTOS DE INÉRCIA 6.1. Definições Considere a área plana abaixo: Por definição, o Momento de Inércia da área “dA” em relação aos eixos x e y são dados, respectivamente, por: 2 ;xdI y dA= 2ydI x dA= Para toda área: 2 2;x y A A I y dA I x dA= =∫ ∫ OBS: Os momentos de inércia são SEMPRE positivos e tem dimensão 4L 6.1. Definições (cont.) Além disso, define-se raio de giração de uma área em relação a um eixo, na forma: Então, os Momentos de Inércia de área ainda podem ser expressos como: ; ;yx ox y o II Ji i i A A A = = = 2 2 2; ;x x y y o oI i A I i A J i A= = = E ainda, o Momento Polar de Inércia em relação ao ponto “o”, é dado por: ( )2 2 2o x y A A J r dA y x dA I I= = + = +∫ ∫ 6.2. Determinação dos Momentos de Inércia por integração Consiste em solucionar as seguintes integrais: 2 2;x y A A I y dA I x dA= =∫ ∫ Exemplo1: Determinar os momentos de inércia para figura abaixo em relação aos eixos x e y indicados: x y h b 6.2. Determinação dos Momentos de Inércia por integração (cont.) Exemplo2: Determinar os momentos de inércia para figura abaixo em relação aos eixos x e y indicados: 6.3. Teorema dos Eixos Paralelos Considere a área plana abaixo com os eixos centrais* x’ e y’ em destaque: * São eixos coordenados com sua origem no centróide da área. ( ) ( )22 2 2 2 2 ' ' 2 ' ' 2 ' x A A A A A A I y dA y y dA y y y y dA y dA y y dA y dA = = + = + + = + + ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ x y 6.3. Teorema dos Eixos Paralelos (cont.) Sendo: 2 '' ' 0 x A A A y dA I y dA dA A = = = ∫ ∫ ∫ Então: 2 'x xI I y A= + Momento de inércia da área em relação ao eixo central x’; Momento estático de área de “A” em relação a x’; Área total. 2 'y yI I x A= + 2 'o oJ J d A= + Teorema dos eixos paralelos OBS: Por definição, um momento de inércia de uma área em relação a um eixo que passa pelo seu centróide é denominado MOMENTO DE INÉRCIA CENTRAL 6.2. Determinação dos Momentos de Inércia por integração (cont.) Exemplo 4: Determinar os momentos de inércia centrais da figura abaixo segundo eixos paralelos em relação aos x-y indicados: 6.3. Produto de Inércia Considere a área plana ilustrada abaixo: Por definição, o Produto de Inércia da área A em relação aos eixos x e y, é dado por: xy xy A dI xydA I xydA= ⇒ = ∫ OBS 1: Ao contrário dos momentos de inércia, que são sempre positivos, o produto de inércia pode assumir valores positivos, negativos e mesmo valor nulo, a depender da posição dos eixos xy em relação a área. OBS 2: , sempre que um dos eixos de referência é de simetria da área.0xyI = 6.5. Produto de inércia (cont.) Há também o teorema dos eixos paralelos para produtos de inércia. Portanto, considere a figura abaixo com xy e eixos centrais x’y’ paralelos: ( )( ) ( ) ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' xy A A x y A A A A I x x y y dA x y x y xy x y dA x y dA y x dA x y dA x y dA I x yA = + + = + + + = + + + = + ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ OBS: dx e dy são coordenadas do centróide da área em relação aos eixos paralelos xy. x y Exemplo3: Determinar o produto de inércia, por integração, em relação a um par de eixos centrais paralelos aos x-y indicados: 6.5. Produto de inércia (cont.)
Compartilhar