mecanica BASICA aulas2208

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Professor: Jorge Manuel Dinis 
Engenheiro Mecânico 
Mestre em Engenharia de Petróleo 
 
 
ENGENHARIA 
PLANO DE CURSO 
DISCIPLINA: MECÂNICA BÁSICA 
CARGA HORÁRIA: 60h 
 
I – EMENTA: 
 
Estática dos pontos materiais. Corpos rígidos: sistemas equivalentes de forças. 
Forças distribuídas: centróides e baricentros. Análise de estruturas. Forças em vigas 
e cabos. Forças distribuídas. Momentos de inércia. Métodos de trabalhos virtuais 
II – JUSTIFICATIVA: 
 
Os princípios básicos da mecânica, em especial da estática, são conceitos 
fundamentais para o ensino das engenharias. A utilização destes conceitos, associado 
a métodos matemáticos apropriados, permite prever os efeitos de forças e momentos 
em uma variedade de estruturas e sistemas mecânicos importantes para aplicações 
de engenharia. O conhecimento dos conceitos e ferramentas da estática é 
fundamental para diversas outras disciplinas da engenharia, como Resistência dos 
Materiais, Mecânica dos Fluidos, etc. 
 
III – OBJETIVOS: 
 
GERAL: 
 Fornecer aos estudantes de engenharia os conhecimentos básicos relativos à 
estática dos corpos rígidos e deformáveis que permitam a esses estudantes 
entenderem o comportamento das estruturas e sistemas mecânicos utilizados na 
engenharia. 
 
ESPECÍFICOS: 
 
 Ao final do curso o aluno deve ser capaz de aplicar os princípios da estática 
para estudar o equilíbrio de pontos materiais, corpos rígidos e corpos 
deformáveis, calcular reações de apoio, determinar centróides e momentos de 
inércia, calcular as forças exercidas por fluidos, utilizar métodos de energia 
para determinar o equilíbrio e a estabilidade de sistemas complexos e calcular 
esforços internos em estruturas isostáticas. 
 
IV - CONTEÚDO PROGRAMÁTICO: 
 
1. Introdução: conceitos básicos, princípios fundamentais, sistema de unidades. 
2. Estática dos Pontos Materiais: Forças, escalares e vetores. Equilíbrio e Diagrama 
de Corpo Livre. 
3. Estática dos Corpos Rígidos: Sistemas de forças, momento conjugado, resultante 
do sistema de forças. Apoios e vínculos. Equilíbrio no plano e no espaço. 
4. Forças Distribuídas e Propriedades Geométricas: Centro de gravidade, centro de 
massa e centróide de linhas, áreas e volumes. Momentos de inércia, produtos de 
inércia, rotação de eixos, eixos principais de inércia. 
5. Estática dos Fluidos: conceitos de fluido, tensão e pressão, forças exercidas sobre 
superfícies planas e curvas, empuxo. 
6. Trabalho e Energia: conceitos básicos, Princípio dos Trabalhos Virtuais: corpos 
rígidos e sistemas elásticos. Energia potencial: equilíbrio e estabilidade. 
 
V – RECURSOS: 
- Quadro branco - Data-show 
 
VI – AVALIAÇÃO: 
 
A avaliação será realizada por meio de duas listas, duas provas escritas e um 
seminário. 
 
AF – 28/Junho/2010Prova Multidisciplinar Peso 1 
MD = (3 (AV I + AV II+ AV III) + P.M.) / 10 
VII – METODOLOGIA: 
 
A disciplina será ministrada por meio de aulas teóricas e de exercícios, sempre 
procurando ligar a teoria e os problemas discutidos com estruturas encontradas na 
prática. Os exemplos resolvidos em sala servirão, não somente para ensinar técnicas 
de solução de problemas, mas também para mostrar características das estruturas e 
sistemas mecânicos em questão incluindo suas vantagens e desvantagens em 
relação às alternativas existentes. 
 
VIII – REFERÊNCIAS: 
BÁSICA: 
BEER, Ferdinand P; JOHNSTON Jr, E.Russell. Mecânica vetorial para engenheiros: 
estática. 5. ed. São Paulo: Pearson Makron Books, 2012. 
 (620.103 B415m) 
HIBBELER, R. C. Estática: mecânica para engenharia. 12.ed. São Paulo: Pearson 
Prentice Hall, 2011. (620.103 H624e) 
SHAMES, Irving.H., Estática: mecânica para engenharia.4. ed. São Paulo: Prentice 
Hall, 2002 v.1. (620.103 S528e) 
COMPLEMENTAR: 
 
BEER, Ferdinand , Pierre. Mecânica vetorial para engenheiros: cinemática e 
dinâmica. 5.ed. São Paulo: Pearson Makron Books, 2012. 
 (620.103 B415m) 
BISTAFA, Sylvio R. Mecânica dos fluidos: noções e aplicações. São Paulo: Edgard 
Blucher, 2012. (620.106 B621m) 
BRUNETTI, Franco. 2.ed. Mecânica dos fluidos.6.ed. Pearson Printice Hall, 2012. 
(620.106 B895m) 
MELCONIAN, Sarkis. Mecânica técnica e resistência dos materiais. 19.ed. São Paulo: 
Érica, 2012. (620.112 M518m) 
 
 
MERIAM, J.l Mecânica para engenharia: estática. 6.ed. Rio de janeiro: LTC, 2011. 
(620.103 M561m) 
 
AV1: 26/9 
AV2: 14/11 
AV3: 5/12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estática: corpos em repouso 
 
Dinâmica: corpos em movimento 
 
Corpos são considerados perfeitamente rígidos. 
 
Na realidade os corpos deformam-se.....mas deformações são pequenas. 
 
Mecânica dos fluídos subdivide-se em fluidos incompressíveis e fluídos 
compressíveis. 
 
 
 
 
Newton (1642-1727) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Espaço, tempo e massa são conceitos absolutos, independentes entre si. 
Força não é independente. 
 
Partícula: ponto 
 
Corpo rígido: muitas partículas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistema de Unidades 
Sistema Internacional de Unidades SI 
Unidades de comprimento [m] , tempo [s] e massa[kg]: unidades básicas 
Unidade de força [N]: unidade derivada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lei do paralelograma para soma de forças 
 
 
Adição de 2 vetores é comutativa. 
 
 
Regra do triângulo para adição de vetores: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Subtração de vetores 
 
 
 
 
 
 
A adição de vetores é associativa 
 
Decomposição dos componentes de uma força 
F decompõe-se em P e Q. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lei dos senos e cosenos para resolução de problemas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Na resolução de problemas, se dois lados e o ângulo incluso forem conhecidos, aplica-
se primeiro a lei dos cosenos. 
Se um lado e todos os ângulos forem conhecidos, a lei dos senos aplica-se primeiro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vetores unitários 
 
 
 
 
 
 
 
Exemplo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Equilíbrio de uma partícula 
Quando a resultante de todas as forças que atuam sobre uma partícula é igual a zero, 
a partícula está em equilíbrio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diagrama espacial e diagrama de corpo livre 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estática de corpo rígido 
 
 
Princípio da transmissibilidade: o efeito de uma dada força sobre um corpo rígido 
permanece inalterado se essa força for deslocada ao longo da sua linha de ação. 
Vetores deslizantes: podem ser deslocados ao longo de suas linhas de ação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Forças externas, caso não sejam contrabalançadas, induzem movimento de 
translação ou rotação ao corpo rígido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A intensidade V do produto vetorial é igual à área do paralelograma que tem P e Q 
como lados. 
 
 
Exemplo 
 
 
 
 
 
 
 
Propriedade comutativanão se aplica. 
Propriedade distributiva aplica-se: 
 
Produtos vetoriais expressos em termos de componentes retangulares: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Momento de uma força em relação a um ponto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
d: distância perpendicular de O até à linha de ação de F. 
 
M [N.m] 
 
No plano: 
 
a) Mo aponta para fora do papel 
b) Mo aponta para dentro do papel