DocGo.Org Trabalho 1 Mecânica Dos Sólidos Eng. Produção Linha Verde 2016 02

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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNA
INSTITUTO POLITÉCNICO - CAMPUS LINHA VERDE
TRABALHO 1 – MECÂNICA DOS SÓLIDOSTRABALHO 1 – MECÂNICA DOS SÓLIDOS
Curso: Engenharia de Produção Turma: EPR4AN LVA
Aluno (s): Matrícula:
Professor: Daniel Gomes Data de entrega: 19/09/1619/09/16 Nota:
OBS: Trabalho em equipe com até dois OBS: Trabalho em equipe com até dois alunos.alunos.
OS DIAGRAMAS DE CORPO LIVRE FAZEM PARTE DA AVALIAÇÃO!OS DIAGRAMAS DE CORPO LIVRE FAZEM PARTE DA AVALIAÇÃO! 
SOLICITAÇÕES INTERNAS:SOLICITAÇÕES INTERNAS:
1) A viga AB está presa na parede e tem peso uniforme de 80 lb/pé. Se o carrinho suporta uma carga
de 1500 lb, determinar a resultante das cargas internas que atuam nas seções transversais dos
pontos C e D.
Resposta:
2) A lança DF do guindaste giratório e a coluna DE têm peso uniforme de 50lb/pé. Se o guindaste e a
carga pesam 300 lb, determinar a carga interna resultante nas seções transversais que passam
pelos pontos A, B e C do guindaste.
Resposta:
3) Determine a força normal interna resultante que age na seção transversal no ponto A em cada
coluna. Em (a), o segmento BC tem massa de 300kg/m e o segmento CD tem massa de 400kg/m.
Em (b), a coluna tem uma massa de 200 kg/m. (Resposta: (a) 24,5 kN ; (b) 34,9 kN)
 
 
4) Determine o torque resultante interno que age nas seções transversais nos pontos B e C.
(Resposta: TB = 150 N.m ; TC = 500 N.m)
CONCEITO DE TENSÃO:CONCEITO DE TENSÃO:
5) Duas barras cilíndricas de seção transversal cheia AB e BC são soldadas uma à outra em B e
submetidas a um carregamento conforme mostra a figura. Sabendo que a tensão normal média
não pode exceder 175 MPa na barra AB e 150 MPa na barra BC, determine os menores valores
admissíveis de d1 e d2. (Resposta: d1 = 22,6 mm ; d2 = 15,96 mm)
 
 
6) O mancal de encosto está sujeito às cargas mostradas. Determine a tensão normal média
desenvolvida nas seções transversais que passam pelos pontos B, C e D. (resposta: σB = 150,7 kPa
; σC = 32,5 kPa ; σD = 25,5 kPa)
7) O arganéu da âncora (anel da âncora onde se amarra o cabo) suporta uma força de cabo de 3kN.
Se o pino tiver diâmetro de 6 mm, determine a tensão média de cisalhamento no pino. (Resposta:
53,05 MPa)
8) Quando a força PP alcançou 1600 lb, o corpo de prova de madeira mostrado na figura falhou sob
cisalhamento ao longo da superfície indicada pela linha tracejada. Determine a tensão de
cisalhamento média ao longo daquela superfície no instante da falha. (Resposta: 889 Psi)
 
 
9) Uma carga PP é aplicada a uma barra de aço suportada por uma chapa de alumínio na qual foi feito
um furo de 12 mm, conforme mostra a figura. Sabendo que a tensão de cisalhamento não deve
exceder 180 MPa na barra de aço e 70 MPa na chapa de alumínio, determine a máxima carga PP 
que pode se aplicada à barra. (Resposta: 67,9 kN)
LEI DE HOOKELEI DE HOOKE
10) Em um ensaio de tração padrão, uma barra de alumínio de 20 mm de diâmetro está submetida a
uma força de tração de P = 30kN. Sabendo que ν = 0,35 e E = 70 GPa, determine o alongamento
da barra em um comprimento de referência de 150 mm e a variação no diâmetro da barra.
(Resposta: δaxial = 0,205 mm ; δlateral = - 0,00955 mm)
11) Uma força de tração de 600 lb é aplicada a um corpo de prova feito de placa de aço plana com
espessura de 1/16 in (E = 29 000 ksi e ν = 0,3). Determine a variação resultante:
a. No comprimento de referência de 2,0 in
b. Na largura da parte AB do corpo de prova
c. Na espessura da parte AB
d. Na área da seção transversal da parte AB.
(Resposta: δaxial = 1,32 x 10-3 in ; δlarg. = -99,3 x10-6 in ; δesp. = -12,41 x10-6 in ; ∆A = -12,41 x10-6 in2)
 
 
12) O bloco plástico mostrado na figura é colado a um suporte rígido e a uma placa vertical à qual é
aplicada uma força P de 240 kN. Sabendo que, para o plástico utilizado G = 1050 MPa, determine o
deslocamento da placa. Qual a força P que deveria ser aplicada à placa para produzir um
deslocamento de 1,5 mm (Resposta: 1,091 mm ↓ � ��� ��)
13) Dois blocos de borracha com um módulo de elasticidade ao cisalhamento G = 10,34 MPa são
colados a dois suportes rígidos e a uma placa AB. Sabendo que b = 203 mm e c = 127 mm,
determine a maior força P admissível e a menor espessura a admissível dos blocos para que a
tensão de cisalhamento na borracha não exceda 1448 kPa e o deslocamento da placa seja no
mínimo 6,4 mm (Resposta: 74,73 kN ; 45,36 mm)
CARGAS AXIAISCARGAS AXIAIS
14) A coluna de aço A-36 é usada para suportar as cargas simétricas dos dois pisos de um edifício.
Determine o deslocamento vertical de sua extremidade, A, se P1 = 200kN, P2 = 310 kN e a coluna
tiver área de seção transversal de 14625 mm² (Resposta: δA = −1.7477mm) 
 
 
15) O eixo de cobre está sujeito às cargas axiais mostradas na figura. Determine o deslocamento da
extremidade A em relação à extremidadeD se os diâmetros de cada segmento forem dAB = 20 mm,
dBC = 25 mm e dCD = 12 mm. Considere Ecobre = 126 GPa. (Resposta:δA/D = 3,8483mm)
16) O conjunto é composto por três hastes de titânio (Ti-6A1-4V) e uma barra rígida AC. A área da
seção transversal de cada haste é dada na figura. Se uma força de 30 kN for aplicada ao anel F,
determine o deslocamento horizontal do ponto F. (Resposta: δF = 0.34028 mm ) 
FATORES DE SEGURANÇAFATORES DE SEGURANÇA
17) O elemento ABC, suportado por um pino em C e por um cabo BD, foi projetado para uma carga PP 
de 16 kN conforme mostrado na figura abaixo. Sabendo que a carga limite para o cabo BD é de
100 kN, determine o coeficiente de segurança com relação à falha do cabo. (Resposta: F.S = 3,45)
 
 
18) O vínculo horizontal BC, de acordo com a figura acima, tem 6,4 mm de espessura e é feito de um
aço que tem um limite de escoamento de 450 MPa. Qual deverá ser a largura w do vínculo, se a
estrutura mostrada for projetada para suportar uma carga P = 36 kN com um coeficiente de
segurança igual a 3,0 ? (Resposta: w = 32,5 mm)
19) Determinar a área necessária da seção transversal do elemento BC e o diâmetro dos pinos A e B se
a tensão normal admissível for σadm = 3,0 ksi e a tensão de cisalhamento admissível for τadm = 4,0
ksi. (Resposta: Abc = 0,577 pol² ; dA = 0,743 pol ; dB = 0,525 pol)
20) A junta está presa por dois parafusos. Determine o diâmetro exigido para os parafusos se a tensão
de ruptura por cisalhamento para os parafusos for igual a 350 MPa. Use um fator de segurança para
cisalhamento FS = 2,5. (Resposta: d = 13,5 mm)
21) As hastes AB e CD são feitas de aço cuja tensão limite de tração é de 510 MPa. Usando um fator de
segurança de 1,75 para tração, determine o menor diâmetro das hastes de modo que elas possam
suportar a carga mostrada. Considere que a viga está acoplada por pinos em A e C. (Resposta:
FCD = 6,70 kN ; FAB = 8,30 kN ; dAB = 6,02 mm dCD = 5,41 mm)
 
 
22) O parafuso de olhal é usado para sustentar a carga de 25 kN. Determine seu diâmetro d e a
espessura exigida h do suporte de modo que a arruela não penetre ou cisalhe o suporte. A tensão
normal admissível para o parafuso é σadm = 150 MPa e a tensão de cisalhamento admissível para o
material do suporte é τadm = 35 MPa. (Resposta: d = 14,57 mm ; h = 9,1 mm)
23) Os dois cabos de aço AB e AC são usados para suportar a carga. Se ambos tiverem uma tensão de
tração admissível σadm = 200 MPa, determine o diâmetro exigido para cada cabo se a carga aplicada
for P = 5kN. (Resposta: FAB = 4,349 kN ; FAC = 4,708 kN ; dAB = 5,26 mm ; dAC = 5,48 mm)
24) As tiras A e B devem ser coladas com a utilização das duas tiras C e D. Determine a espessura
exigida t para a tira C e D de modo que todas as tiras falhem simultaneamente. A largura das tiras A
e B é 1,5 vez a das tiras C e D. (Resposta: 22,5 mm)
 
 
25)Considere o dispositivo de estampagem manual mostrado na figura abaixo. Se o operador do dispositivo aplicar uma força
F = 300 N à alavanca, encontre: 
a) A força da ferramenta deestampagem sobre a chapa
b) O diâmetro necessário da haste AB com base em um fator de segurança igual a 3,5, sabendo que a tensão de
escoamento à compressão do material utilizado na haste AB é σE = 250 MPa,
Resposta: FAB = 900 N ; dAB = 4,005 mm
26)O vínculo AB deve ser feito de um aço para o qual a tensão normal admissível é 500 MPa. Para esta condição, determine
a área mínima da seção transversal do vínculo AB. 
Resposta: FAB = 19,8 kN ; A = 39,6 mm²
27)O pedal mostrado na figura possui um pino na conexão C e uma haste AB. Sabendo que uma força P de intensidade
750 N é aplicada ao pedal, determine: 
a) O diâmetro do pino C para o qual a tensão de cisalhamento admissível no pino é de 30 MPa
b) O diâmetro da haste AB para o qual a tensão normal admissível na haste é de 90 MPa
Resposta: FAB =1800 N ; RCx = 1800 N ; RCy = 750 N ; Rc = 1950 N ; dpino = 6,43 mm ; dhaste = 5,05 mm
OBS: Os diagramas de corpo livre
também fazem parte da avaliação!