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Prof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Apresentação Geral e Aula 01 Prof. Wanderson S. Paris, M.Eng. prof@cronosquality.com.br Prof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS MECÂNICA DOS SÓLIDOS Podemos definir que a MECÂNICA TÉCNICA considera os efeitos externos das forças que atuam no equilíbrio de um corpo e a RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS, por sua vez, fornece uma explicação mais saJsfatória, do comportamento dos sólidos submeJdos a esforços externos, considerando o efeito interno. Estes, associados a estudo da DINÂMICA, formam o bloco de conteúdos que chamamos de MECÂNICA DOS SÓLIDOS. Prof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Notas • 1o. e 2o. Bimestre: – Avaliação formal = 70% da nota (prova) – Desenvolvimento em sala = 30% da nota: • Exercícios propostos e parJcipação aJva. Prof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Presença / Faltas • De acordo com a legislação vigente, o aluno deverá comparecer a, pelo menos, 75% das aulas ministradas. Caso contrário, estará automaJcamente reprovado. • Aluno que por ventura precise se ausentar por período superior a 7 dias, deverá entrar em contato com a secretaria e solicitar um “tratamento especial” Prof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Referências Bibliográficas • hap://www.cronosquality.com/aulas/ms/index.html • Hibbeler, R. C. – Mecânica Está-ca, 10.ed. São Paulo:Pearson PrenJce Hall, 2005. • Hibbeler, R. C. -‐ Resistência dos Materiais, 7.ed. São Paulo:Pearson PrenJce Hall, 2010. • BEER, F.P. e JOHNSTON, JR., E.R. Mecânica Vetorial para Engenheiros: EstáNca, 5.o Ed., São Paulo: Makron Books, 1991. • BEER, F.P. e JOHNSTON, JR., E.R. Resistência dos Materiais, 3.o Ed., São Paulo: Makron Books, 1995. Prof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Prof. Wanderson S. Paris Graduado em Engenharia Industrial Mecânica pela UTF-‐PR Universidade Tecnológica Federal do Paraná (2000) e Mestre em Projeto e Gestão de Sistemas de Produção pela UFPR Universidade Federal do Paraná (2003). Atualmente é Consultor da Cronos Quality Apoio e Treinamento Empresarial Ltda. Tem experiência focada em Engenharia de Produção e Engenharia da Qualidade, Gerenciamento de Projetos e Gerenciamento de Processos, como profissional na área industrial. Na área acadêmica, atuou como Coordenador de Pós-‐Graduação (EAD) e Professor de graduação e Pós-‐graduação em ins^tuições como UNOPAR, SPEI, IBPEX, FACEAR, FATEC, VIZIVALE. Prof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Aula 01 – Força Resultante, Lei dos Senos e dos Cossenos Prof. Wanderson S. Paris, M.Eng. prof@cronosquality.com.br Prof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Grandezas Grandezas Escalares x Grandezas Vetoriais Prof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS • Uma grandeza vetorial pode ser representada graficamente por uma seta, uJlizada para definir seu módulo, direção e senJdo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rof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Lei dos Senos • Em todo triângulo, a medida dos seus lados são proporcionais aos senos dos lados opostos. !"#$%&'$(")&'$"$%&'$*&''")&' ! !"#$%&'% ()*+,-&.$%/01%2% 32&3%+,-&.$3% *,(2),$3%!4%" 2% #4% "% .2*% #$3% 32,$3%5 #26*,*#"%#"%32-&*,(2% 6$)'"7% 89'% ($#$% ()*+,-&.$4%"3%'2#*#"3% #$3%32&3%."#$3%3:$%;)$;$)<*$,"*3%"$3%32,$3%#$3%."#$3%$;$3($3=> +,-.$/ 01&23$4(53$!,#6$7%,.1%&$4#1.)%.$83$9&%1#:,"' 4"5;)#5.$<=5)#5. #"! !"# $ !"# % !"# & $$ #'(!&%%&$ !!! %&$ ! /%;")(*)%#$%'23'$%()*+,-&.$%/01%2%32&3%+,-&.$3%*,(2),$3%!4%" 2%#4%"% .2*% #$3% <$332,$3% 5 #26*,*#"% #$% 32-&*,(2% '$#$7% 8?&'% ()*+,-&.$4% $% @&"#)"#$%#"%'2#*#"%#2%&'%."#$%5 *-&".%A 3$'"%#$3%@&"#)"#$3%#"3% '2#*#"3% #$3% $&()$3% #$*34% '2,$3% $% #$B)$% #$% ;)$#&($% #"3% '2#*#"3% #23323%#$*3%."#$3%;2.$%<$332,$ #$%+,-&.$%$;$3($%"$%;)*'2*)$%."#$=> 0 / 1 ! " # Prof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Lei dos Cossenos • Num triângulo, o quadrado da medida de u lado é igual à soma dos quadrados das medidas dos outros dois, menos o dobro do produto das medidas desses dois lados pelo cosseno ao ângulo oposto do primeiro lado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rof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Força Resultante • O cálculo da Força Resultante pode ser obJdo através da soma vetorial com a aplicação da regra do paralelogramo. !"#$%&'(")*$+%, -'.)$%/"%0$)$+'+".)$#" ! !" #$%&'%(" )*" +(,-*" ,./'%0*10." 2()." /.," (304)(" *0,*56/" )*" /(7*" 5.0(,4*%" &(7" *" *2%4&*-8(")*",.9,*")("2*,*%.%(9,*7(: 12+$%3 0)"45%6!75%82*9%:/2$)/"%6*)$;/$%<5%-"/)*.2'= 6'7>;*7$%?@7;*7$ Prof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Exercício 01 • O parafuso mostrado na figura esta sujeito a duas forças F1 e F2. Determine o módulo e a direção da força resultante. !"#$%&%'()* ! !"#$#%&'&()*+#,+*-'&.+#/&#(01)'*-3 *)420-+#&#.)&*#(+'5&*#!! 2#!"6# 72-2',0/2#+#,8.)9+#2#&#.0'25:+#.&#(+'5&#'2*)9-&/-26 +,-.)/ 0$(12)34%2)5,'6)!7,.$7()3'$.87.)92):(7$';,#< 3#%=8'%.)>?%8'%. !;< Prof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Resolução do Exercício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rof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Exercício 02 • Duas lanchas rebocam um barco de passageiros que se encontra com problemas em seus motores. Sabendo-‐se que a força resultante é igual a 30 kN, encontre suas componentes nas direções AC e BC. !"#$%&%'()* ! !"#$%&'#(&)*+&'#,-./*&0#%0#.&,*/#1-#2&''&3-4,/'#5%-#'-#-)*/)6,&# */0#2,/.(-0&'#-0#'-%'#0/6/,-'7#8&.-)1/9'-#5%-#&#:/,;&#,-'%(6&)6-# < 43%&(#&#=>?@A#-)*/)6,-#'%&'#*/02/)-)6-'#)&'#14,-;B-'#+, -#-,7 +./0)* 1$(23)45%3)6.'7)!8.0$8()4'$0980):3);(8$'<.#= 4#%>9'%0)?@%9'%0 Prof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Resolução do Exercício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rof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Exercícios Propostos [P01] Determine a intensidade da força resultante e indique sua direção, medida no senJdo anJ-‐ horário, em relação ao eixo X posiJvo. !"#$%&%'()*+$(,()-() ./01*2 +$(34*56%4*7/'8*!9/1$9(*5'$1:91*;4*<(9$'=/#) ! !"#$%&%'()*%#+#)*&%*,)-+-%#-+#./'0+#'%,12&+*&%#%#)*-)31%#,1+#-)'%04/5# (%-)-+#*/#,%*&)-/#+*&)67/'8')/5#%(#'%2+04/#+/#%)9/#! :/,)&);/< 5#%>:'%1*?@%:'%1 Prof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Exercícios Propostos [P02] A chapa está submeJda a duas forças FA e FB como mostra a figura. Se θ = 60o, determine a intensidade da força resultante e sua intensidade em relação ao eixo horizontal. !"#$%&%'()*+$(,()-() ./01*2 +$(34*56%4*7/'8*!9/1$9(*5'$1:91*;4*<(9$'=/#) ! !"# $# %&'('# )*+, *-./)+01'# '# 1-'*# 2345'*# !! )# !" %3/3# /3*+4'# '# 206-4'7#8)#! 9#:;<=#1)+)4/0>)#'#0>+)>*01'1)#1'#2345'#4)*-?+'>+)#)#*-'# 0>+)>*01'1)#)/#4)?'5@3#'3#)0A3#&340B3>+'?7# 5#%>:'%1*?@%:'%1 Prof. Wanderson S. Paris -‐ prof@cronosquality.com.br MECÂNICA DOS SÓLIDOS Exercícios Propostos [P03] A tora de madeira é rebocada pelos dois tratores mostrados. Sabendo-‐se que a força resultante é igual a 10 kN e está orientada ao longo do eixo x posiJvo, determine a intensidade das forças FA e FB considerando θ = 15o !"#$%&%'()*+$(,()-() ! !"# $# %&'(# )*# +()*,'(# - '*.&/()(# 0*1&2# )&,2# %'(%&'*2# +&2%'()&23# 2(.*4)&52*#67*#(#8&'9(#'*271%(4%*#- ,:7(1#(#;<=>#*#*2%? &',*4%()(#(&# 1&4:&#)&#*,@&#! 0&2,%,A&3#)*%*'+,4*#(#,4%*42,)()*#)(2#8&'9(2#!" *#!#B ! C&42,)*'*#! 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