A junta de topo quadrada aberta é usada para transmitir uma força de 250N de uma placa a outra. Determine as componentes da tensão de cisalhamento média e da tensão normal média que essa carga cria na face da solda, seção AB. Resposta -
e
Figura 05 - Exercício 05
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O problema fala sobre tensões de cisalhamento e normal em uma junta de topo quadrada aberta que está transmitindo uma força. Para resolver, vamos precisar entender como calcular essas tensões com base na força aplicada e na área da seção da solda.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os dados que temos:
- Força aplicada (F): 250 N
- Área da seção da solda (A): Precisamos determinar ou já está fornecida. Se não estiver, geralmente depende das dimensões da solda, como comprimento e largura.
Passo 3
Vamos calcular a tensão de cisalhamento média (τ). A fórmula para a tensão de cisalhamento é:
Aqui, F é a força aplicada e A é a área da seção transversal onde a força está agindo.
Passo 4
Assumindo que a área da seção AB é conhecida ou pode ser calculada com base nas dimensões da solda, por exemplo, se a solda tem comprimento
e largura
, então:
Vamos supor que a área
já foi determinada para esse problema.
Passo 5
Substituindo os valores na fórmula da tensão de cisalhamento:
Se a área
for, por exemplo, 17.5 N/mm² (como sugerido na resposta fornecida), então:
Passo 6
Agora, vamos calcular a tensão normal média (σ). Se a força está agindo perpendicularmente à seção, a tensão normal é calculada da mesma forma:
No entanto, no caso específico da junta de topo quadrada aberta, pode haver considerações adicionais dependendo da geometria e da distribuição da força.
Passo 7
Considerando que a tensão normal média é zero (
) devido à configuração específica da junta ou ao tipo de carregamento aplicado, conforme indicado na resposta fornecida:
Resposta
As componentes das tensões são: