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A figura (adaptada de Mecânica dos Materiais – Ferdinand Beer – 5ª ) mostra uma viga comercialmente denominada de viga tipo “W” (apesar de serem ap...

A figura (adaptada de Mecânica dos Materiais – Ferdinand Beer – 5ª ) mostra uma viga comercialmente denominada de viga tipo “W” (apesar de serem aproximadas à figura da letra “i”). Os fabricantes fornecem todos os dados pertinentes à viga, tais como, dimensões, momentos de inércia, módulos resistentes, etc.  Independentemente de serem conhecidas as dimensões, a viga mostrada é a Viga W200x31,3, cujos dados podem ser encontrados facilmente na internet ou em tabelas constantes de qualquer livro de Resistência dos Materiais. O Momento M aplicado a viga tem intensidade de 45,0 kNm.  


Nestas condições, determine: 


  • as tensões máximas de Tração e Compressão na viga; 
  • se a viga rotacionar de 90°, as tensões aumentam ou diminuem? Justifique.


💡 1 Resposta

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Para determinar as tensões máximas de tração e compressão na viga, é necessário calcular a tensão normal resultante (σ) e a tensão de cisalhamento (τ) na seção transversal da viga. Para calcular a tensão normal resultante, utiliza-se a fórmula: σ = M * y / I Onde: - M é o momento aplicado na viga (45,0 kNm); - y é a distância da fibra neutra até a fibra mais distante (no caso da viga W200x31,3, y = 100 mm); - I é o momento de inércia da seção transversal da viga (no caso da viga W200x31,3, I = 10.200 cm^4). Substituindo os valores na fórmula, temos: σ = 45,0 * 100 / 10.200 σ = 0,441 kN/cm^2 Como a viga está sujeita a flexão simples, a tensão normal resultante é máxima na fibra mais distante da seção transversal, ou seja, na borda superior da viga. Portanto, a tensão máxima de compressão é igual a σ e a tensão máxima de tração é igual a -σ. Para calcular a tensão de cisalhamento, utiliza-se a fórmula: τ = V * Q / It Onde: - V é a força cortante na seção transversal da viga (no caso da viga W200x31,3, V = 0); - Q é o primeiro momento de área da seção transversal em relação ao eixo neutro (no caso da viga W200x31,3, Q = 1.700 cm^3); - t é a espessura da alma da viga (no caso da viga W200x31,3, t = 5,5 cm); - I é o momento de inércia da seção transversal da viga (no caso da viga W200x31,3, I = 10.200 cm^4). Substituindo os valores na fórmula, temos: τ = 0 * 1.700 / (10.200 * 5,5) τ = 0 kN/cm^2 Como a força cortante na seção transversal da viga é nula, a tensão de cisalhamento também é nula. Quanto à rotação da viga, se ela girar de 90°, a tensão normal resultante será nula, pois a fibra neutra passará a coincidir com a linha média da seção transversal da viga. Já a tensão de cisalhamento aumentará, pois a força cortante na seção transversal da viga passará a ser máxima.

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