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SUPORTES E MÁQUINAS Capítulo 4 – Aula 9 4/6: SUPORTES E MÁQUINAS Uma estrutura é denominada suporte ou máquina se ao menos um de seus elementos individuais é um elemento multiforça. Um elemento multiforça é definido é definido como aquele com três ou mais forças atuando nele, ou aquele com duas ou mais forças e um ou mais momentos atuando nele. Suportes são estruturas que são projetadas para sustentar cargas aplicadas e são normalmente fixos em uma posição. Máquinas são estruturas que contém partes móveis e são projetadas para transmitir forças ou troques de entrada para forças ou torques de saída. 4/6: SUPORTES E MÁQUINAS Corpos Rígidos Interligados com Elementos Multiforça Em geral, as forças nestes elementos não estarão nas direções dos elementos. Já discutimos o equilíbrio de corpos multiforças, mas nos concentramos no equilíbrio de um único corpo rígido. Agora veremos o equilíbrio de corpos rígidos interligados que incluem elementos multiforça. As forças atuando em cada elemento de um sistema interligado são encontradas isolando o elemento com um DCL e aplicando as equações de equilíbrio. O princípio da ação e reação deve ser cuidadosamente observado. 4/6: SUPORTES E MÁQUINAS Corpos Rígidos Interligados com Elementos Multiforça Para fazer essa análise, temos que desmembrar a estrutura e considerar o equilíbrio de cada parte separadamente. As equações de equilíbrio de diversas partes serão relacionadas por meio dos termos envolvendo as forças de interação. Se a estrutura não é uma unidade rígida por si só, ou seja, depende de seus apoios externos para ter rigidez, então a estrutura precisa ser desmembrada para que as partes individuais sejam analisadas. 4/6: SUPORTES E MÁQUINAS Representação das Forças e DCL No espaço bidimensional, para facilitar essa etapa recomenda-se a representação das forças em termos de suas componentes retangulares. Isso porque o cálculo dos braços de alavanca se torna bastante simplificado. Já no espaço tridimensional, quando os momentos são avaliados em relação a eixos que não são paralelos aos eixos coordenados, o uso da notação vetorial é vantajoso. Quando se desenha o DCL nem sempre é possível atribuir o sentido correto para cada força ou componente, sendo necessário então arbitrar esse sentido. 4/6: SUPORTES E MÁQUINAS Representação das Forças e DCL Lembrar que para cada união entre corpos rígidos, as forças devem ser representadas em sentidos opostos nos DCL de cada corpo rígido. 4/6: SUPORTES E MÁQUINAS Representação das Forças e DCL Lembrar que para cada união entre corpos rígidos, as forças devem ser representadas em sentidos opostos nos DCL de cada corpo rígido. Pode ser necessário resolver duas ou mais equações simultaneamente de forma a separar as incógnitas. Em geral, pode-se evitar soluções simultâneas pela escolha cuidadosa do elemento ou grupo de elementos para o diagrama de corpo livre, e por uma escolha cuidados dos eixos de momento que eliminarão termos indesejados das equações. EXEMPLO 4/6 – Pág. 152 O suporte sustenta a carga de 400 kg da maneira mostrada. Despreze os pesos dos elementos quando comparados às forças induzidas pela carga e calcule as componentes horizontal e vertical de todas as forças atuando em cada um dos elementos. EXEMPLO 4/7 – Pág. 153 Despreze o peso do suporte e calcule as forças atuando em todos os seus elementos. EXEMPLO 4/9 – Pág. 154 Na posição particular mostrada, a escavadeira aplica uma força de 20 kN paralela ao chão. Existem dois cilindros hidráulicos AC para controlar o braço OAB e um [único cilindro DE para controlar o braço EBIF. (a) Determine a força nos cilindros hidráulicos AC e a pressão 𝑝𝐴𝐴 agindo em seus pistões que têm um diâmetro específico de 95mm. EXEMPLO 4/9 – Pág. 154 - Continuação (b) Determine também a força no cilindro hidráulico DE e a pressão 𝑝𝐷𝐷 atuando em seu pistão de 105mm de diâmetro. Despreze os pesos dos elementos em comparação aos efeitos da força de 20kN., SUPORTES E MÁQUINAS 4/6: SUPORTES E MÁQUINAS 4/6: SUPORTES E MÁQUINAS�Corpos Rígidos Interligados com Elementos Multiforça 4/6: SUPORTES E MÁQUINAS�Corpos Rígidos Interligados com Elementos Multiforça 4/6: SUPORTES E MÁQUINAS�Representação das Forças e DCL 4/6: SUPORTES E MÁQUINAS�Representação das Forças e DCL 4/6: SUPORTES E MÁQUINAS�Representação das Forças e DCL EXEMPLO 4/6 – Pág. 152� EXEMPLO 4/7 – Pág. 153� EXEMPLO 4/9 – Pág. 154� EXEMPLO 4/9 – Pág. 154 - Continuação�
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