Enunciado
Mecânica dos Sólidos - Timoshenko - Mecânica dos sólidos - Vol 1- Ed: 1º - Capítulo 1.3 - Ex. 1
Um fio longo está pendurado verticalmente e sujeito à ação do seu próprio peso. Calcular o maior comprimento que poderá ter sem causar rompimento se for de
aço e sendo a tensão de ruptura de .
alumínio, tendo tensão de ruptura de .
(Nota. O peso específico do aço é e o do alumínio , aproximadamente)
Passo 1
E aí meus querid@s, tudo bom com vocês? Simbora pra mais uma questãozinha?
Se liguem só, meus amigos. Primeiro de tudo vamos desenhar a situação retratada no problema de modo a facilitar nossa interpretação vamos imaginar a situação problema da seguinte forma, como se ilustra a seguir
Foi nos fornecido a peso específico para cada uma das situações, devemos nos lembrar que essa propriedade do material pode ser descrita como sendo
Onde vai ser a carga que tá tracionando o fio e o volume do mesmo. Para esse caso, temos que o voluma será dado por , onde é a área de seção transversal e representa o comprimento do fio que é exatamente o que nós desejamos descobrir. Sendo assim, ficamos com a seguinte fórmula
Além disso, a questão também vai trabalhar com a tensão de ruptura que denotaremos aqui por e é dada por
Assim, substituindo ficamos com
E utilizaremos essa fórmula para resolver nosso problema, apenas adequando para o que é mencionado em cada alternativa.
Passo 2
Pois bem, para a primeira alternativa nós teremos
Adequando as unidades e simplificando o que for possível nós teremos
Passo 3
De maneira análoga ao que fizemos para o aço, faremos para o alumínio. Dessa forma, vamos obter o seguinte
Pronto, está resolvido nosso exercício sem muitos problemas.