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>> Aprenda Com Um Professor << Diagrama de Esforço Cortante e Momento Fletor Passo a Passo Este artigo tem o objetivo de lhe ensinar como fazer o diagrama de esforço cortante e momento fletor passo a passo. Para este exemplo separei um exercício do livro de Estática do Hibbeler. O problema diz o seguinte: trace os diagramas de forças de cisalhamento e de momentos fletores para a viga (a) em termos dos parâmetros mostrados; (b) considere que P = 600 lb, a = 5 pés, b = 7 pés. (Fonte: Hibbeler, R.C. Estática: mecânica para engenharia, vol. 1). Neste artigo vou resolver apenas a parte (b) do problema. Antes de fazer o diagrama de esforço cortante e momento fletor passo a passo é preciso saber qual a intensidade das forças de reação dos apoios. Então, o primeiro passo será fazer o diagrama de corpo livre da viga. Diagrama de esforço cortante e momento fletor passo a passo: Passo 01, fazer o diagrama de corpo livre da viga. >> Aprenda Com Um Professor << Veja na imagem acima que no lado esquerdo da viga possui duas reações, uma na direção vertical (RVA) e outra na direção horizontal (RHA). Já no lado direito possui apenas uma reação vertical (RVB). Isso acontece porque o apoio esquerdo é do tipo fixo e o direito é do tipo simples. Diagrama de esforço cortante e momento fletor passo a passo: Passo 02, calcular a intensidade das forças de reação dos apoios. Para calcular as reações dos apoios é necessário usar as equações do equilíbrio estático, fazendo a somatória das forças verticais, horizontais e os momentos que atuam sobre a viga. Lembre-se, para esses cálculos é preciso escolher um ponto de referencia e arbitrar os sentidos das forças, nesse exemplo usarei como referencia o apoio “A”. Somatória de momentos no ponto “A” igual a zero. Sentido de giro horário como positivo. ↻ ∑ MA = 0 600lb ∙ 5pés − RVB ∙ (5pés + 7pés) = 0 600lb ∙ 5pés = RVB ∙ (5pés + 7pés) RVB = 600lb ∙ 5pés (5 + 7)pés ⇒ RVB = 250lb Somatória das forças verticais igual à zero. Sentido para cima positivo. ↑ ∑ FV = 0 RVA − 600lb + RVB = 0 RVA − 600lb + 250lb = 0 RVA − 600lb + 250lb ⇒ RVA = 350lb >> Aprenda Com Um Professor << Somatória das forças horizontais igual à zero. Sentido para direita positivo. → ∑ FH = 0 RHA = 0 Observe que a força de reação horizontal é igual à zero, pois não há nenhuma outra força sendo aplicada nessa direção além de RHA. Diagrama de esforço cortante e momento fletor passo a passo: Passo 03, dividir a viga em seção para encontrar as forças internas. Ao cortar a viga em um ponto qualquer, nesse ponto de corte surgem as forças internas que são chamas de: força normal (N), força cortante (V) e momento fletor (M). O foco dessa resolução é traçar o diagrama de esforço cortante e momento fletor. Para esse problema, é preciso cortar a viga em dois pontos. O primeiro corte será entre as forças de 350lb e 600lb, chamarei de S1. O segundo corte será entre as forças 600lb e 250lb, chamarei de S2. A imagem abaixo ilustra os pontos onde serão feito os cortes na viga. Tanto no ponto S1 quanto no ponto S2 surgem o esforço cortante e momento fletor que será calculado adiante. Diagrama de esforço cortante e momento fletor passo a passo: Passo 04, calcular a intensidade das forças internas no ponto S1. >> Aprenda Com Um Professor << A figura acima representa a viga cortada no ponto S1, após efetuar o corte três forças aparecem na parte interna da viga, são elas: força normal (NS1), força cortante ou de cisalhamento (VS1) e momento fletor (MS1). Todos os sentidos das forças internas indicados acima são arbitrário, você pode escolher qual achar melhor, eu escolhi esses. Agora é só encontrar a intensidade das forças internas no ponto S1 e para isso basta aplicar as equações do equilíbrio estático conforme apresentado abaixo Somatória de momentos no ponto “S1” igual à zero. Sentido de giro horário como positivo. ↻ ∑ MS1 = 0 350lb ∙ x + MS1 = 0 MS1 = 350x Somatória das forças verticais igual à zero. Sentido para cima positivo. ↑ ∑ FVS1 = 0 350lb − VS1 = 0 VS1 = 350lb Somatória das forças horizontais igual à zero. Sentido para direita positivo. → ∑ FHS1 = 0 NS1 = 0 >> Aprenda Com Um Professor << Diagrama de esforço cortante e momento fletor passo a passo: Passo 05, calcular a intensidade das forças internas no ponto S2. A figura acima mostra a viga cortada no ponto S2, basta aplicar as equações do equilíbrio estático para calcularmos os esforços internos nesse ponto. Somatória de momentos no ponto “S2” igual à zero. Sentido de giro horário como positivo. ↻ ∑ MS2 = 0 350lb ∙ X + 600 ∙ (x − 5) + MS2 = 0 350x + 600X − 3000 + MS2 = 0 950x + 3000 + MS2 = 0 MS2 = −950x − 3000 Somatória das forças verticais igual à zero. Sentido para cima positivo. ↑ ∑ FVS2 = 0 350lb − 600lb − VS2 = 0 −250lb − VS2 = 0 VS2 = −250lb (h3) Somatória das forças horizontais igual à zero. Sentido para direita positivo. → ∑ FHS2 = 0 >> Aprenda Com Um Professor << Diagrama de esforço cortante e momento fletor passo a passo: Passo 06, resumo das forças internas da viga. Listar de forma resumida e organizada todos os cálculos das forças internas feitos anteriormente é bom para facilitar quando for fazer o diagrama de esforço cortante e momento fletor. Observando abaixo, podemos desconsiderar o diagrama de força normal porque é nulo. N V M S1 0 350lb 350x S2 0 -250lb -950x-300 No momento fletor, o “x” representa a distância. Para saber qual a intensidade do momento fletor em um ponto qualquer da viga basta substituir a distância do ponto na equação do momento fletor. (h2) Diagrama de esforço cortante e momento fletor passo a passo: Passo 07, traçar os diagramas. Espero ter ajudado você a aprender fazer Diagrama de esforço cortante e momento fletor passo a passo. Se quiser aprender mais através de exercícios resolvido em vídeo com o professor, é só clicar >>AQUI<< para saber mais.
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