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6) Um poste tubular de diâmetro externo de = 90 mm e diâmetro interno di = 78 mm é preso por dois cabos ajustáveis por esticadores. Quando os cabos são esticados, é produzida tração nos mesmos e compressão no poste. Ambos os cabos fazem um ângulo de 60° com a direção horizontal. A tensão admissível de compressão no poste (para evitar flambagem) é 10,0 MPa. Os cabos são capazes de resistir a uma força de 29 kN, e é adotado para eles um coeficiente de segurança igual a 3. Qual é a carga máxima que pode ser imposta pelos cabos ao poste, para satisfazer as condições do problema?

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há 2 anos

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há 2 anos

Para resolver essa questão, precisamos calcular a carga máxima que os cabos podem impor ao poste, considerando a tensão admissível de compressão e o coeficiente de segurança. 1. Cálculo da força máxima que os cabos podem suportar: - A força máxima que os cabos podem resistir é de 29 kN. - Com um coeficiente de segurança de 3, a força efetiva que os cabos podem suportar é: \[ F_{\text{máx}} = \frac{29 \text{ kN}}{3} \approx 9,67 \text{ kN} \] 2. Cálculo da componente vertical da força: - Como os cabos fazem um ângulo de 60° com a horizontal, a componente vertical da força (que é a que atua no poste) é dada por: \[ F_v = F_{\text{máx}} \cdot \sin(60°) = 9,67 \text{ kN} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} \approx 8,37 \text{ kN} \] 3. Cálculo da área da seção transversal do poste: - O diâmetro externo \(D = 90 \text{ mm}\) e o diâmetro interno \(d = 78 \text{ mm}\). - A área da seção transversal \(A\) do poste é: \[ A = \frac{\pi}{4} (D^2 - d^2) = \frac{\pi}{4} (90^2 - 78^2) \text{ mm}^2 \] \[ A \approx \frac{\pi}{4} (8100 - 6084) \approx \frac{\pi}{4} \cdot 2016 \approx 1580,6 \text{ mm}^2 \] 4. Cálculo da tensão de compressão no poste: - A tensão de compressão \(\sigma\) é dada por: \[ \sigma = \frac{F_v}{A} \] - Convertendo a área para m²: \[ A \approx 1580,6 \times 10^{-6} \text{ m}^2 \] - Agora, substituindo: \[ \sigma = \frac{8,37 \times 10^3 \text{ N}}{1580,6 \times 10^{-6} \text{ m}^2} \approx 5280 \text{ kPa} = 5,28 \text{ MPa} \] 5. Verificação da tensão admissível: - A tensão admissível de compressão no poste é de 10,0 MPa, e a tensão calculada é de 5,28 MPa, que está abaixo do limite. Portanto, a carga máxima que pode ser imposta pelos cabos ao poste, para satisfazer as condições do problema, é de aproximadamente 8,37 kN.

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