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CIV114 Profª. Maiga Dias 1 » Um corpo rígido está em equilíbrio quando as forças externas que atuam sobre ele podem ser reduzidas a um sistema equivalente com força resultante nula e momento resultante nulo. » O ponto em relação ao qual é feita a redução pode ser qualquer ponto pertencente ou não ao corpo. 2 Profª. Maiga Dias 3 Profª. Maiga Dias » As equações anteriores podem ser escritas nas formas decompostas: 𝐹𝑥 = 0 𝐹𝑦 = 0 𝐹𝑧 = 0 𝑀𝑥 = 0 𝑀𝑦 = 0 𝑀𝑧 = 0 » Estas expressões são conhecidas como EQUAÇÕES DE EQUILÍBRIO DA ESTÁTICA. 4 Profª. Maiga Dias » No caso plano, as forças estão definidas apenas no plano XY, e os momentos em torno do eixo Z. Sendo assim, as equações de equilíbrio se reduzem a apenas três: 𝐹𝑥 = 0 𝐹𝑦 = 0 𝑀𝑧 = 0 » Estas três equações permitem a solução de problemas com no máximo 3 incógnitas. 5 Profª. Maiga Dias » A função dos vínculos (ou apoios) é a de restringir um ou mais movimentos de corpo rígido de um corpo. » Para cada movimento restrito irá corresponder uma reação. 6 Profª. Maiga Dias » Grau de liberdade: » Representa uma possibilidade de movimento de corpo rígido de um corpo. No espaço um corpo rígido tem seis graus de liberdade que são três translações e três rotações. No plano um corpo rígido tem três graus de liberdade, que são duas translações e uma rotação. Tridimensional Plano 7 Profª. Maiga Dias » Para que um corpo esteja em equilíbrio é necessário que a sua vinculação elimine todas as possibilidades de movimento de corpo rígido. » Tipos de vínculos: 1ª ordem 2ª ordem 3ª ordem 8 Profª. Maiga Dias » A reação deste tipo de vínculo é equivalente a uma força com linha de ação conhecida. » Neste caso há apenas uma reação de translação impedida, ou seja, tem-se apenas uma incógnita. 9 Profª. Maiga Dias Rolete Balancim Superfície de contato sem atrito Rolete confinado 10 Profª. Maiga Dias Haste curta Cabo Elemento rotulado conectado a um colar deslizante Elemento rotulado confinado em uma guia » O vínculo de 1ª ordem mais comum é o apoio simples, que corresponde ao caso do rolete. » Suas representações usuais são: 11 Profª. Maiga Dias 12 Profª. Maiga Dias » As reações deste tipo de vínculo são equivalentes a uma força com linha de ação desconhecida. » Neste caso duas reações de translação são impedidas, ou seja, têm-se duas incógnitas. 13 Profª. Maiga Dias Superfície de contato com atrito Conexões com pinos ou articulações sem atrito 14 Profª. Maiga Dias » O vínculo de 2ª ordem mais comum é o apoio duplo, também chamado de rótula ou articulação. » Suas representações usuais são: 15 Profª. Maiga Dias » As reações deste tipo de vínculo são equivalentes a duas componentes de força e um momento. » Neste caso duas reações de translação e uma rotação são impedidas, ou seja, têm-se três incógnitas. 16 Profª. Maiga Dias Engaste 17 Profª. Maiga Dias » O vínculo de 3ª ordem típico é o engaste. » Sua representação usual é: 18 Profª. Maiga Dias 19 Profª. Maiga Dias » Para uma estrutura plana carregada no próprio plano, o equilíbrio é encontrado atendendo as três equações: 𝐹𝑥 = 0 𝐹𝑦 = 0 𝑀𝐴 = 0 » Sendo A qualquer ponto no plano da estrutura. 20 Profª. Maiga Dias Com as três equações de equilíbrio apresentadas, problemas com no máximo três incógnitas podem ser resolvidos, seguindo os passos: 1) Identificar os vínculos e restrições do problema; 2) Arbitrar o sentido destas reações; 3) Aplicar as equações de equilíbrio para obtenção dos valores das incógnitas (reações). OBS 1: O sinal da resposta obtida indicará se o sentido adotado está correto ou não. Sinais negativos indicam erro no sentido arbitrado. OBS 2: Empregar a convenção de Grinter. 21 Profª. Maiga Dias VIGA: SISTEMA MECÂNICO DIAGRAMA DE CORPO LIVRE D.C.L 22 Profª. Maiga Dias TRELIÇA PLANA: SISTEMA MECÂNICO DIAGRAMA DE CORPO LIVRE D.C.L 23 Profª. Maiga Dias PÓRTICO PLANO: SISTEMA MECÂNICO DIAGRAMA DE CORPO LIVRE D.C.L 24 Profª. Maiga Dias Exemplo 1: Calcular as reações de apoio da viga AB. 25 Profª. Maiga Dias Exemplo 2: Calcular as reações de apoio da viga AB. 26 Profª. Maiga Dias Exemplo 3: Calcular as reações de apoio da estrutura. 27 Profª. Maiga Dias Exemplo 4: Calcular as reações de apoio da estrutura. » BEER, Ferdinand Pierre; AMORIM, José Carlos (Rev.) Mecânica vetorial para engenheiros. Rio de Janeiro: McGraw-Hill, 2006. 2 v » MORSCH, Inácio Benvegnu. Apostila de mecânica. Notas de aula. CEMACOM, UFRGS. » HIBBELER, R. C.; SANTOS, José Maria Campos dos (Rev.). Estática: mecânica para engenharia. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2011 28 Profª. Maiga Dias
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