Um tubo de aço A-36 é utilizado com função estrutural. A seção reta do tubo é um quadrado em que a área média é A, a espessura da parede t e a inte...
Um tubo de aço A-36 é utilizado com função estrutural. A seção reta do tubo é um quadrado em que a área média é A, a espessura da parede t e a intensidade do torque atuante numa seção igual a T. Seja um outro tubo, também utilizado com função estrutural, mas com área média 2A, espessura 3t e intensidade do torque atuante T. Nessas condições, a razão entre as tensões cisalhantes médias atuantes nas paredes dos tubos 1 e 2 é igual a:
Para resolver esse problema, precisamos utilizar a equação da torção para tubos de paredes finas:
τ = (T*r) / (J*w)
Onde:
- τ é a tensão cisalhante média;
- T é a intensidade do torque atuante;
- r é o raio médio da seção transversal do tubo;
- J é o momento de inércia polar da seção transversal do tubo;
- w é o módulo de seção transversal do tubo.
Para o tubo 1, temos:
- Área média = A
- Lado do quadrado = √A
- Espessura da parede = t
- Raio médio = √A / 2 + t / 2
- Momento de inércia polar = (2 * √2 - 1) * A^2 / 6
- Módulo de seção transversal = A / 2
Para o tubo 2, temos:
- Área média = 2A
- Lado do quadrado = √(2A)
- Espessura da parede = 3t
- Raio médio = √(2A) / 2 + 3t / 2
- Momento de inércia polar = (2 * √2 - 1) * (2A)^2 / 6
- Módulo de seção transversal = 2A / 2
Substituindo os valores na equação da torção, temos:
τ1 = (T * (√A / 2 + t / 2)) / ((2 * √2 - 1) * A^2 / 6 * A / 2)
τ1 = (3 * T) / (2 * √2 - 1) * A * (t + √A)
τ2 = (T * (√(2A) / 2 + 3t / 2)) / ((2 * √2 - 1) * (2A)^2 / 6 * 2A / 2)
τ2 = (3 * T) / (2 * √2 - 1) * A * (3t + √(2A))
A razão entre as tensões cisalhantes médias atuantes nas paredes dos tubos 1 e 2 é dada por:
τ1 / τ2 = [(t + √A) / (3t + √(2A))]
Portanto, a alternativa correta é a letra C.
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