Desenhe os diagramas de esforços solicitantes.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. A questão solicita que desenhemos os diagramas de esforços solicitantes. Isso geralmente envolve identificar e representar graficamente os esforços internos em uma estrutura, como força cortante, momento fletor e força axial. Para resolver isso, vamos precisar entender os conceitos básicos de estática e resistência dos materiais, além de saber como calcular reações de apoio e distribuir os esforços ao longo da estrutura.
Passo 2
O primeiro passo para desenhar os diagramas de esforços é determinar as reações de apoio da estrutura. Suponhamos que temos uma viga simplesmente apoiada com cargas aplicadas. Usaremos as equações de equilíbrio:
Aqui,
nos ajuda a encontrar as reações verticais nos apoios, e
permite calcular momentos para determinar essas reações.
Passo 3
Após encontrar as reações de apoio, o próximo passo é construir o Diagrama de Força Cortante (V). Para isso:
- Comece no início da viga e aplique a reação de apoio.
- Subtraia ou some as cargas aplicadas conforme a direção delas.
- Continue ao longo da viga, marcando as variações na força cortante.
- O diagrama resultante mostrará como a força cortante varia ao longo da estrutura.
A fórmula básica utilizada aqui é:
onde
é a força cortante em uma posição
e
é a carga distribuída.
Passo 4
Com o Diagrama de Força Cortante pronto, vamos para o Diagrama de Momento Fletor (M). Para construí-lo:
- Integre a força cortante ao longo da viga.
- Identifique pontos onde o momento é máximo ou mínimo.
- Desenhe o diagrama refletindo essas variações.
A relação entre momento e força cortante é dada por:
onde
é o momento fletor e
é a constante de integração que pode ser determinada usando condições de contorno, como
nas extremidades de uma viga simplesmente apoiada.
Passo 5
Se a estrutura também estiver sujeita a forças axiais, devemos desenhar o Diagrama de Força Axial (N). Para isso:
- Calcule as forças axiais resultantes usando as equações de equilíbrio.
- Distribua essas forças ao longo da estrutura.
- Desenhe o diagrama refletindo a variação da força axial.
A força axial pode ser calculada pela equação:
onde
é a força axial e
são as forças aplicadas na direção do eixo.
Resposta
Seguindo esses passos, conseguimos desenhar os diagramas de força cortante, momento fletor e força axial para a estrutura analisada, visualizando como os esforços solicitantes variam ao longo dela.