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Fundamentos de Resistência dos Materiais www.resistenciadosmateriais.hpg.com.br Apostila de Resumos I - Esforços Solicitantes 1 Esforços Solicitantes I. Conceitos Fundamentais a) Apoio: dispositivo que liga a estrutura a outros sistemas e impede determinados movimentos do ponto vinculado; b) Vínculos: cada uma das restrições impostas por um apoio. Reação de apoio: • Deslocamento linear é impedido por uma força; • Deslocamento angular é impedido por um momento. Tipos de apoio: • Engastamento: impede a translação e a rotação. • Articulação fixa: impede a translação. • Articulação móvel: impede a translação na direção normal à reta de vinculação. II. Classificação dos Esforços e Teorema do Corte a) Esforços Reativos: são as reações de apoio de uma estrutura; b) Esforços Solicitantes: são esforços internos. Classificam-se em (Figura 2.1): • Fx: força normal (N); • Fy e Fz: forças cortantes (V); • Mx: momento de torção (T); • My e Mz: momentos fletores (M). Fundamentos de Resistência dos Materiais www.resistenciadosmateriais.hpg.com.br Apostila de Resumos I - Esforços Solicitantes 2 Figura 2.1 – Esforços Solicitantes e Teorema do Corte Exercícios de Fixação - Calcular as reações de apoio e traçar os diagramas de N, V, M e T (se houver): 1. reações de apoio: ∑ X = 0 ⇒ XA = 0 ∑ Y = 0 ⇒ YA - P = 0 ⇒ YA = P ∑ M(A) = 0 ⇒ M(A) - P · l = 0 ⇒ M(A) = P · l diagrama de corpo livre: teorema do corte: ∑ X = 0 ⇒ N(x) = 0 ( 0 ≤ x ≤ l) ∑ Y = 0 ⇒ P = -V(x) ⇒ V(x) = P ∑ MST = 0 ⇒ P · l - P · x + M(x) =0 ⇒ M(x) = Px - Pl ! M(0) = - Pl; M(l) = 0 Fundamentos de Resistência dos Materiais www.resistenciadosmateriais.hpg.com.br Apostila de Resumos I - Esforços Solicitantes 3 diagramas de N, V e M: conferência: 2. p/ p = 2kN/m; l = 5m: reações de apoio: ∑ M(A) = 0 ⇒ M(A) - 10·2,5 = 0 ⇒ M(A) = 25kN·m ∑ M(B) = 0 ⇒ M(A) - YA·5 + 10·2,5 ⇒ YA = 10kN ∑ X = 0 ⇒ XA = 0 diagrama de corpo livre: V dx dM = ∫ =⋅=⋅=⋅= l l 10kNlpxpdxpR 0 0| Fundamentos de Resistência dos Materiais www.resistenciadosmateriais.hpg.com.br Apostila de Resumos I - Esforços Solicitantes 4 teorema do corte: ∑ X = 0 ⇒ N(x) = 0 ∑ Y = 0 ⇒ 10 - 2x - V(x) = 0 ⇒ V(x) = - 2x + 10 ∑ M = 0 ⇒ 25 - 10x + 2x·x/2 + M(x) ⇒ M(x) = -x2 + 10x - 25 diagramas de V e M: 3. reações de apoio: ∑ X = 0 ⇒ XA = 0 ∑ M(A) = 0 ⇒ - P·a +YB· l ⇒ YB = Pa/l ∑ M(B) = 0 ⇒ -YA·l + P·b ⇒ YA=Pb/l verificação: ∑ Y = 0 ⇒ YA - P + YB = Pb/l - P + Pa/l = P·[(b+a)/l - 1] = 0 OK (a+b=l) teorema do corte: Fundamentos de Resistência dos Materiais www.resistenciadosmateriais.hpg.com.br Apostila de Resumos I - Esforços Solicitantes 5 seção (1): ( 0 ≤ x ≤ a) ∑ X = 0 ⇒ N(x) = 0 ∑ Y = 0 = Pb/l - V(x) ⇒ V(x) = Pb/l ∑ M = 0 = -Pbx/l + M(x) ⇒ M(x) = P·b·x/l ! M(0) = 0; M(a) = Pba/l diagramas de N, V e M: seção (2): ∑ X = 0 ⇒ N(x) = 0 ∑ Y = 0 = Pb/l - P - V(x) ⇒ V(x) = Pb/l - P = ( Pb - Pl)/l = P·( b - l)/l = Pa/l (b-l=a) ∑ M = 0 = -Pbx/l + P·( x - a) + M(x) ⇒ M(x) = - P·a·x/l + P·a ! M(a) = Pab/l; M(l) = 0 Fundamentos de Resistência dos Materiais www.resistenciadosmateriais.hpg.com.br Apostila de Resumos I - Esforços Solicitantes 6 4. p/ p = 10kN/m, l = 4m: reações de apoio: ∑ X = 0 ⇒ XA = 0 ∑ M(A) = 0 ⇒ - 40·2 + YB· 4 ⇒ YB = 20kN ∑ M(B) = 0 ⇒ -YA·4 + 40·2 ⇒ YA = 20kN verificação: ∑ Y = 0 ⇒ YA - 40 + YB = 0 OK teorema do corte: ( 0 ≤ x ≤ 4) ∑ X = 0 ⇒ N(x) = 0 ∑ Y = 0 = 20 - 10x - V(x) ⇒ V(x) = 20 - 10x ∑ M = 0 = -20x + 10x·x/2 + M(x) ⇒ M(x) = 20x - 5x2 conferência: diagramas de V e M: p dx dVV dx dM −== Fundamentos de Resistência dos Materiais www.resistenciadosmateriais.hpg.com.br Apostila de Resumos I - Esforços Solicitantes 7 5. reações de apoio: ∑ X = 0 ⇒ XA = 0 ∑ M(A) = 0 = -12·3 + YB·6 - 3 ⇒ YB = 6,5kN ∑ M(B) = 0 = - YA·6 + 12·3 - 3 ⇒ YA = 5,5kN teorema do corte: ( 0 ≤ x ≤ 6) ∑ X = 0 ⇒ N(x) = 0 ∑ Y = 0 = 5,5 - 2x - V(x) ⇒ V(x) = 5,5 - 2x ∑ M = 0 = -5,5x + 2x·x/2 + M(x) ⇒ M(x) = 5,5x - x2 diagramas de V e M: Fundamentos de Resistência dos Materiais www.resistenciadosmateriais.hpg.com.br Apostila de Resumos I - Esforços Solicitantes 8 6. reações de apoio: ∑ X = 0 ⇒ XA = 0 ∑ M(A) = 0 = -15·2 + YB·4 ⇒ YB = 7,5 kN ∑ Y = 0 = YA - 15 + YB ⇒ YA = 7,5kN teorema do corte: ∑ X = 0 = 7,5senα - 3x·senα + N ⇒ N = - 4,5 + 1,8x ∑ Y = 0 = 7,5cosα - 3x·cosα - V ⇒ V = 6 - 2,4x ∑ M = 0 = -7,5x·cosα + 3x·x·cosα/2 + M ⇒ M = 6x - 1,2 x2 diagramas de N, V e M: N(0) = - 4,5 V(0) = 6 M(0) = 0 M(2,5) = 7,5 N(5) = 4,5 V(5) = - 6 M(5) = 0 Fundamentos de Resistência dos Materiais www.resistenciadosmateriais.hpg.com.br Apostila de Resumos I - Esforços Solicitantes 9 7. reações de apoio: ∑ X = 0 ⇒ XA = 0 ∑ Y = 0 = YA - P ⇒ YA = P ∑ M(A) = 0 = MA - P·R ⇒ MA = P·R N = - Psen x ! N(0) = 0; N(90º) = - P V = Pcos x ! V(0) = P; V(90º) = 0 M = -P·Rsen x ! M(0) = 0; M(90º) = - PR diagramas de N, V e M: Fundamentos de Resistência dos Materiais www.resistenciadosmateriais.hpg.com.br Apostila de Resumos I - Esforços Solicitantes 10 8. seção (1): seção (2): seção (3): seção (4): seção (5): seção (6): diagramas de N, V, M e T: Esforços Solicitantes a) Apoio: dispositivo que liga a estrutura a outros sistemas e impede determinados movimentos do ponto vinculado; Tipos de apoio: Classificação dos Esforços e Teorema do Corte a) Esforços Reativos: são as reações de apoio de uma estrutura; Figura 2.1 – Esforços Solicitantes e Teorema do Corte N(0) = - 4,5nullV(0) = 6 nullM(0) = 0nullM(2,5) = 7,5
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