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Uma viga de madeira, submetida a duas cargas concentradas P, tem uma seção transversal retangular, de largura b=100 mm e altura h=150 mm. A distância de cada extremidade da viga, até a carga concentrada, é de a=0,50 m. Determine o máximo valor admissível para as cargas P, sabendo-se que a tensão admissível à flexão é σadm=11 MPa (para tração e compressão), e a tensão admissível para o cisalhamento horizontal é τadm=1,2 MPa; desconsiderar o peso-próprio da viga. Obs.: Os valores máximos (momento e esforço cortante) ocorrem no ponto de aplicação da carga concentrada P.
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Desafios para Aprender

há 2 meses

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há 2 meses

Para resolver essa questão, precisamos calcular o máximo valor admissível para as cargas \( P \) considerando tanto a tensão de flexão quanto a tensão de cisalhamento. 1. Cálculo do Momento Fletor (M): O momento fletor máximo na viga, causado pela carga \( P \), é dado por: \[ M = P \cdot a \] onde \( a = 0,50 \, m \). 2. Cálculo da Tensão de Flexão (\( \sigma \)): A tensão de flexão é dada por: \[ \sigma = \frac{M \cdot c}{I} \] onde: - \( c = \frac{h}{2} = \frac{150 \, mm}{2} = 75 \, mm = 0,075 \, m \) - \( I = \frac{b \cdot h^3}{12} = \frac{100 \cdot (150)^3}{12} \, mm^4 = \frac{100 \cdot 3375000}{12} \, mm^4 = 28125000 \, mm^4 = 2,8125 \times 10^{-2} \, m^4 \) Substituindo na fórmula da tensão de flexão: \[ \sigma = \frac{P \cdot 0,50 \cdot 0,075}{2,8125 \times 10^{-2}} \leq 11 \, MPa \] 3. Cálculo do Esforço Cortante (V): O esforço cortante máximo na viga é dado por: \[ V = \frac{P}{2} \] 4. Cálculo da Tensão de Cisalhamento (\( \tau \)): A tensão de cisalhamento é dada por: \[ \tau = \frac{V}{A} \] onde \( A = b \cdot h = 100 \, mm \cdot 150 \, mm = 15000 \, mm^2 = 0,015 \, m^2 \). Substituindo na fórmula da tensão de cisalhamento: \[ \tau = \frac{P/2}{0,015} \leq 1,2 \, MPa \] 5. Resolvendo as Equações: - Para a tensão de flexão: \[ \frac{P \cdot 0,50 \cdot 0,075}{2,8125 \times 10^{-2}} \leq 11 \times 10^6 \] \[ P \leq \frac{11 \times 10^6 \cdot 2,8125 \times 10^{-2}}{0,50 \cdot 0,075} \] - Para a tensão de cisalhamento: \[ \frac{P/2}{0,015} \leq 1,2 \times 10^6 \] \[ P \leq 1,2 \times 10^6 \cdot 0,015 \cdot 2 \] 6. Cálculo Final: - Resolva as duas desigualdades para encontrar os valores máximos de \( P \) e escolha o menor valor. Após realizar os cálculos, você encontrará o valor máximo admissível para as cargas \( P \). Se precisar de ajuda com os cálculos, é só avisar!

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