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2.1.2 – Leis de Newton Força: Grandeza vetorial de interação entre pelo menos dois corpos que pode provocar efeitos variados, como aceleração, giros e/ou deformações. • Unidade de Força (SI): newton (N) 1 kN (quilonewton) = 1000 N 1 N = 0,102 kgf (quilograma-força) 1 tf (tonelada-força) = 9,81 kN Forças devidas ao vento em edificações: Segundo a NBR 6123/1998, há certas situações em que é necessário considerar a influência de edificações situadas nas vizinhanças daquela em estudo. Estas edificações podem causar aumento das forças do vento de três modos diferentes. Efeito Venturi: Edificações vizinhas muito próximas, podem, por dimensões, forma e orientação, causar um “afunilamento” do vento, acelerando o fluxo de ar. Deflexão do vento na direção vertical: Edificações altas defletem para baixo parte do vento que incide em sua fachada de barlavento, aumentando a velocidade em zonas próximas ao solo. Turbulência da esteira: Uma edificação situada a sotavento de outra pode ser afetada sensivelmente pela turbulência gerada na esteira da edificação de barlavento, podendo causar efeitos dinâmicos (“efeitos de golpe”). Projeto de Estruturas de Concreto: Segundo a NBR 3118/2003, a fadiga é um fenômeno associado a ações dinâmicas repetidas, que pode ser entendido como um processo de modificações progressivas e permanentes da estrutura interna de um material submetido a oscilação de tensões decorrentes dessas ações. Para a consideração do espectro de ações, admite-se que podem ser excluídas aquelas de veículos com carga total até 30 kN (3060 kgf), para o caso de pontes rodoviárias. Acessibilidade a corredores internos de edificações: Na NBR 9050/2004, as portas, inclusive de elevadores, devem ter um vão livre mínimo de 0,80 m e altura mínima de 2,10 m. Em portas de duas ou mais folhas, pelo menos uma delas deve ter o vão livre de 0,80 m. O mecanismo de acionamento das portas deve requerer força humana direta igual ou inferior a 36 N. Força Resultante (𝑭𝑹): Soma de todas as forças que agem sobre um corpo. 1 2 ...R nF F F F 1 2 1 2 22 1 ... ... tan x x x nx y y y nx R x y y x F F F F F F F F F F F F F Exemplo: Calcule as componentes x e y e a direção da força resultante na barra. 0 6 5 3 3,5 1,5 1,5 x y R F F kN F kN Exemplo: O parafuso tipo gancho mostrado na figura está sujeito a duas forças F1 e F2. Determine as componentes x e y, o módulo e a direção da resultante. 1 2 600.cos30 519,6 400.cos 45 282,8 519,6 282,8 236,8 x x x F N F N F N 1 2 600.sin 30 300,0 400.sin 45 282,8 300,0 282,8 582,8 y y y F N F N F N 22 2 2 236,8 582,8 629 R x y R R F F F F F N 1 1 tan 582,8 tan 236,8 67,9 y x F F Inercia: Tendência dos corpos em conservar sua velocidade vetorial. Massa (m): Medida proporcional à inércia de um corpo. Unidade (SI): quilograma (kg) 1 kg = 1000 g (gramas) 1 g = 1000 mg (miligramas) 1 t (tonelada) = 1000 kg Verificação da resistência ao impacto em telhados: A NBR 15575-5/2013 especifica um método de ensaio que consiste em submeter um trecho representativo do telhado a impactos de corpo-duro, simulando a ação de granizo, pedras lançadas por crianças e outros. Um esfera de aço maciça, com massa de (65,6 ± 2) g, e suporte para repouso da esfera de forma que ela possa ser abandonada em queda livre. Registra-se, então, a eventual ocorrência de fissuras, lascamentos, desagregações, traspassamento ou outras avarias. Ao atingir o telhado, a tendência do corpo-duro é conservar sua velocidade vetorial. Ao ser atingido pelo corpo-duro, a tendência do telhado é conservar-se em repouso. As massas dos corpos são proporcionais a resistência de mudança do estado de movimento. 1ª Lei de Newton: Se a resultante das forças que atuam em uma partícula for nula, ela permanece em repouso (equilíbrio estático) ou em movimento retilíneo uniforme (equilíbrio dinâmico) por inercia. 0RF 0 0 x y F F Equilíbrio Estático: Na Roma Antiga, os arcos eram construídos com blocos de pedra simplesmente justapostos, sem nenhum material que ligasse um bloco ao outro. Isso era possível porque cada bloco é equilibrado pelas forças que recebe dos blocos adjacentes. Ao se considerar a não- solicitação de atrito, as forças que cada bloco recebe são normais de compressão. Observe na figura que a soma das forças dos blocos adjacentes, equilibra o peso do bloco. Equilíbrio Dinâmico: Os ciclones extratropicais são os fenômenos mais frequentes que ocasionam ventos fortes em latitudes temperadas, ao se formarem ao longo de frentes frias polares. Os ciclones extratropicais geram os ventos em equilíbrio dinâmico com a rugosidade da superfície da Terra. Estes ventos podem manter velocidade e direção relativamente constantes por até algumas dezenas de horas. Estruturas flexíveis e pouco amortecidas são, geralmente, susceptíveis aos efeitos dinâmicos causados pela turbulência do vento originado de ciclones extratropicais. Esses efeitos podem resultar em respostas muito maiores do que aquelas decorrentes de uma análise estática da estrutura sob ação de forças extremas. A figura apresenta os valores mínimos das cargas, produzidas pelo vento, pela NBR-6123. 2ª Lei de Newton: A mudança de movimento é proporcional à força motora imprimida e é produzida na direção de linha reta na qual aquela força é aplicada. RF m a RF = força resultante m = massa a =aceleração Definição da unidade newton (N): Um newton corresponde à força exercida sobre um corpo de massa igual a 1 kg que lhe induz uma aceleração de 1 m/s² na mesma direção e sentido da força. 1 N = 1 kg.m/s² 3ª Lei de Newton: A toda força de ação corresponde uma força de reação, de modo que essas forças têm a mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos, estando aplicadas em corpos diferentes. Ponte Simplificada: Imaginemos a ponte simplificada a seguir que vence o vão de um rio suportando uma canalização de água. Admitimos que o conjunto viga, tubo e água que passam dentro dele pesam 24,5 tf. Logo, o peso desse conjunto dirigido para baixo, deve ser suportado pelos dois pilares que receberão cargas iguais P1 = P2 = 12,25 tf. Os pilares reagem com as forças R1 e R2 que são iguais a P1 e P2. Note que R1 é igual a P1, mas em sentido contrário. Assim, todo o peso do tubo e da água é transmitido aos pilares que tem que reagir com R1 e R2. Se os pilares forem fortes, eles resistirão (reagirão) e a estrutura estará estável. Se eles não puderem reagir, a ponte pode colapsar.
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