A resistência de uma estrutura depende da localização do seu centroide, em outras palavras, o centroide é um importante ponto geométrico na determinação das propriedades resistivas de um material. Por ser uma propriedade geométrica, o centroide não precisa necessariamente estar contido sobre a estrutura em análise. Considere a Figura seguinte na qual um pedaço de arame com 0,5 mm de espessura e com propriedades constantes e homogêneas foi dobrado.
Encontre a posição do eixo centroidal para a estrutura apresentada na Figura anterior e assinale a alternativa que indique o momento de inércia em relação aos eixos que passam pelo seu centroide. Utilize quatro casas decimais nos cálculos.
Alternativas
Alternativa 1:
X = 1,5 cm; Y = 3,50 cm; Ix = 0,48 cm4; Iy = 4,65 cm4.
Alternativa 2:
X = 0,62 cm; Y = 3,50 cm; Ix = 4,6 cm4; Iy = 0,39 cm4.
Alternativa 3:
X = 3,50 cm; Y = 0,62 cm; Ix = 0,48 cm4; Iy = 4,65 cm4.
Alternativa 4:
X = 0,62 cm; Y = 3,50 cm; Ix = 4,65 cm4; Iy = 0,48 cm4.
Alternativa 5:
X = 1,5 cm; Y = 3,50 cm; Ix = 0,250 cm4; Iy = 16,29 cm4.
Para esse exercício, usaremos o seguinte passo a passo:
- Separar o corpo em 3 regiões.
- Determinar a área das 3 regiões;
- Determinar o centro de gravidade de cada uma das regiões separadamente, tanto em x quanto em y;
- Calcular as coordenadas do centro de gravidade total em x e y.
- Para determinação do momento de inércia deve-se achar a distância do centro de gravidade de cada região até o centro de gravidade geral;
- Calcula-se o momento de inércia para cada região;
- Pelo teorema dos eixos paralelos, calcula-se os momentos de inércia totais.
Para esse exercício, usaremos o seguinte passo a passo:
- Separar o corpo em 5 regiões.
- Determinar a área das 5 regiões;
\(A_1 = 1*0,025 = 0,025\\ A_2 = 2*0,025 = 0,05\\ A_3 = 7*0,025 = 0,175\\ A_4 = 2*0,025 = 0,05\\ A_5 = 1*0,025 = 0,025\\\)
- Determinar o centro de gravidade de cada uma das regiões separadamente, tanto em x quanto em y;
Como a peça é simétrica na direção Y, seu centro de gravidade será na altura de 3,5 cm.
Em x, fazemos:
\(x_{cg} = {2,025*0,025*2+2*1*0,05+0,025*0,175\over 2*0,025 + 2*0,05+0,175}\\ x_{cg} = 0,62 cm\)
- Para determinação do momento de inércia deve-se achar a distância do centro de gravidade de cada região até o centro de gravidade geral;
- Calcula-se o momento de inércia para cada região;
Em y, teremos:
\(I_y = { 2*0,05*1^3\over 12}+{2*2*0,05^3 \over 12}+{2*0,05*7^3 \over 12}+2*0,025*3^2+2*0,05*3,475^2\\ I_y =0,48 cm^4\)
Resposta: Alternativa 4.
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Apol 1 Princípios de Mecânica e Resistência dos Materiais
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