Qual seria o modulo, direção e sentido das forças induzidas nos elementos
e AD pelas forças externas? Considere o ângulo
.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente precisa encontrar o módulo (ou intensidade), a direção e o sentido das forças que estão sendo induzidas nos elementos $ AB $ e $ AD $ por forças externas. O ângulo entre esses elementos é de $ \theta = 30^{\circ} $. Para resolver isso, vamos usar os conceitos de estática, mais especificamente o equilíbrio de forças em estruturas.
Passo 2
Primeiro, vamos imaginar que temos um ponto de conexão, o ponto $ A $, onde os elementos $ AB $ e $ AD $ estão ligados. As forças externas estão atuando nesse ponto, e precisamos encontrar como essas forças são distribuídas nos elementos $ AB $ e $ AD $.
Passo 3
Vamos chamar as forças induzidas nos elementos $ AB $ e $ AD $ de $ F_{AB} $ e $ F_{AD} $ respectivamente. Essas forças podem ter componentes horizontais e verticais. Como o ângulo entre os elementos é $ 30^{\circ} $, vamos decompor essas forças nas suas direções horizontal e vertical.
Passo 4
Aplicando as equações de equilíbrio, sabemos que a soma das forças na direção horizontal e na direção vertical deve ser igual a zero, já que o sistema está em equilíbrio. Então:
Passo 5
Vamos decompor as forças $ F_{AB} $ e $ F_{AD} $ nas direções $ x $ e $ y $:
Passo 6
Agora, aplicamos as equações de equilíbrio:
Para a direção $ x $:
Para a direção $ y $:
Passo 7
Podemos simplificar as equações dividindo ambas por $ \cos(30^{\circ}) $ e $ \sin(30^{\circ}) $ respectivamente:
Isso nos mostra que $ F_{AB} = -F_{AD} $. Ou seja, as forças nos elementos $ AB $ e $ AD $ são iguais em módulo, mas opostas em sentido.
Passo 8
Então, o módulo das forças induzidas nos elementos $ AB $ e $ AD $ é o mesmo. A direção dessas forças segue os próprios elementos $ AB $ e $ AD $, e o sentido é contrário entre si devido à igualdade com sinais opostos.
Resposta
As forças induzidas nos elementos $ AB $ e $ AD $ têm o mesmo módulo, direcionadas ao longo de cada elemento, mas com sentidos opostos entre si.