Enunciado

Uma barra redonda, de aço E = 21000 k g f m m 2 , com 6 m de comprimento, deve suportar uma carga de tração de 1000 k g f . Sabendo que a tensão admissível é de 12   k g f / m m 2 e que a deformação permitida no comprimento é de 2,5 m m , calcular o diâmetro mínimo da barra.

Passo 1

E aí meus consagrados, tudo certo por aí? Preparados pra mais uma questão tranquila?

Se liguem só, antes de pensar em fazer qualquer coisa com essa questão vamos organizar todos os dados que foram fornecidos para gente pelo enunciado de modo que fique mais fácil da gente recorrer a eles caso precise. Sendo assim, podemos inferir do enunciado o seguinte

E = 21000 k g f m m 2 δ = 2,5   m m P = 1 000   k g f L = 6 m = 6000   m m σ a d m = 12 k g f m m 2

Feito isso, vamos agora analisar o que a questão quer da gente. A questão quer que encontremos o diâmetro mínimo da barra, pensando de maneira lógica, esse diâmetro vai ser mínimo quando a gente tiver a deformação máxima permitida pelo enunciado que ocorre quando δ = 2,5 m m . Sendo, assim para resolvermos essa questão vamos utilizar a fórmula da deformação que é dada por

δ = P L E A

Isolando a área nessa fórmula vamos encontrar

A = P L E δ     i

Como estamos trabalhando com uma barra redonda sua área de seção transversal será da por

A = π d 2 4

Substituindo em i ficaremos com

π d 2 4 = P L E δ → d 2 = 4 P L π ⋅ E δ → d = 4 P L π ⋅ E δ

Passo 2

Agora ficou brincadeira de criança nosso problema, basta substituirmos os valores numéricos e o resto a calculadora faz pra gente. Se liga só

d = 4 ⋅ 1000 k g f ⋅ 6000 m m π ⋅ 21000 k g f m m 2 ⋅ 2,5 m m ≈ 12,0 m m

Pronto, tá resolvido nosso problema e quase que sem nenhum problema, se é que vocês me entendem.

Resposta

d = 12   m m

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