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Questão 7 I FUNDAMENTOS DA MECANICA DOS SOLIDOS E DE RESISTENCIA DOS MATERIAIS DIGITAL Quando calculamos uma estrutura isostática, O número de equações de equilibrio é suficiente para determinar as incógnitas, pois temos um sistema possível e determinado. Porém, para estruturas hiperestáticas, O conjunto de equações de equilibrio não são suficientes para determinar as incógnitas, pois formam um sistema possível e indeterminado. Em resistência dos materiais, para resolver um sistema indeterminado, nós podemos recorrer a outras relações externas e incluir no sistema uma equação a mais que O torna determinado. Essas equações são conhecidas como condições de contorno. Analise a figura a seguir: Dados: Tube (A2, E2) P 15 KN A1 100mm E1 70 GPa Barra (A1,E1) 11 200mm A2 250mm E2 125GPa 12 200mm Considerando essas informações e O conteúdo estudado sobre tração e compressão, pode-se afirmar que as reações das barras 1 e 2, respectivamente, são: A 2000 N e 13000 N. B 1230 N e 13470 N. C 7500 N e 7500 N. D 3360 N e 11640 N. E 4360 N e 12840 N.
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Maikou Reculiano

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

Para resolver essa questão, precisamos aplicar os conceitos de tração e compressão em barras com diferentes áreas e módulos de elasticidade, submetidas a uma carga P = 15 kN. Dados: - P = 15 kN = 15000 N - Barra 1: A1 = 100 mm², E1 = 70 GPa - Barra 2: A2 = 250 mm², E2 = 125 GPa - Comprimentos: L1 = L2 = 200 mm (iguais) Passos para resolver: 1. Como as barras estão em paralelo e submetidas à mesma deformação (mesmo alongamento), podemos usar a condição de compatibilidade: \[ \delta_1 = \delta_2 \] 2. Deformação \(\delta = \frac{N L}{A E}\), onde N é a força na barra. Então: \[ \frac{N_1 L_1}{A_1 E_1} = \frac{N_2 L_2}{A_2 E_2} \] Como \(L_1 = L_2\), simplifica para: \[ \frac{N_1}{A_1 E_1} = \frac{N_2}{A_2 E_2} \] 3. A soma das forças nas barras deve ser igual à carga total: \[ N_1 + N_2 = P = 15000 \, N \] 4. Substituindo \(N_2\) da equação da deformação: \[ N_2 = N_1 \times \frac{A_2 E_2}{A_1 E_1} \] 5. Substituindo na soma das forças: \[ N_1 + N_1 \times \frac{A_2 E_2}{A_1 E_1} = 15000 \] \[ N_1 \left(1 + \frac{A_2 E_2}{A_1 E_1}\right) = 15000 \] Calculando o coeficiente: \[ \frac{A_2 E_2}{A_1 E_1} = \frac{250 \times 125000}{100 \times 70000} = \frac{31250000}{7000000} \approx 4,4643 \] Então: \[ N_1 (1 + 4,4643) = 15000 \] \[ N_1 \times 5,4643 = 15000 \] \[ N_1 = \frac{15000}{5,4643} \approx 2745,5 \, N \] 6. Calculando \(N_2\): \[ N_2 = 2745,5 \times 4,4643 \approx 12254,5 \, N \] Arredondando para valores próximos das alternativas: - \(N_1 \approx 2746 \, N\) - \(N_2 \approx 12255 \, N\) Agora, analisando as alternativas: a) 2000 N e 13000 N b) 1230 N e 13470 N c) 7500 N e 7500 N d) 3360 N e 11640 N e) 4360 N e 12840 N O par mais próximo dos valores calculados é a alternativa d) 3360 N e 11640 N. Embora não seja exatamente igual, é a que mais se aproxima dos cálculos considerando possíveis arredondamentos e dados. Resposta correta: d) 3360 N e 11640 N.

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