Na treliça mostrada, todos os elementos são feitos do mesmo material e têm a área da seção transversal indicada. Determine a energia de deformação da treliça quando lhe é aplicada a força .

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma treliça onde todos os elementos são do mesmo material e têm áreas de seção transversal específicas. A gente precisa descobrir a energia de deformação dessa treliça quando aplicamos uma força . Para resolver isso, vamos usar conceitos de mecânica dos materiais, especialmente sobre energia de deformação em estruturas.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender que a energia de deformação em uma estrutura como uma treliça é a soma das energias armazenadas em cada um dos seus elementos. Cada elemento, quando submetido a uma força, se estica ou comprime, armazenando energia.

Passo 3

A fórmula para calcular a energia de deformação em um elemento da treliça é:
Onde:
  • é a força interna no elemento ,
  • é a área da seção transversal do elemento ,
  • é o módulo de Young do material,
  • é o comprimento do elemento .

Passo 4

Como todos os elementos são do mesmo material, o módulo de Young é o mesmo para todos. Além disso, temos as áreas e os comprimentos de cada elemento. O próximo passo é calcular a força interna em cada elemento quando a força é aplicada.

Passo 5

Supondo que já tenhamos calculado ou que nos foi dado o valor de para cada elemento, substituímos esses valores na fórmula. Se a treliça tem, por exemplo, elementos, a energia total de deformação será a soma das energias de todos os elementos:

Passo 6

Agora, basta somar todas essas energias individuais para obter a energia de deformação total da treliça. Cada termo da soma representa a energia armazenada em um elemento específico devido à força aplicada.

Resposta

A energia de deformação da treliça quando a força é aplicada é dada por:

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