Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Beer - Estática- Ed: 9º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 136
136. Resolva o Problema , considerando que o arame é substituído por um arame que conecte e .
Passo 1
Para conseguir o resultado que o enunciado vamos utilizar a equação de equilíbrio referente ao momento onde vamos calcular o momento usando o produto vetorial que é dado da seguinte maneira:
Onde:
representam as componentes do vetor unitário definido na direção do eixo de rotação
representam as coordenadas do vetor posição definido a partir de qualquer ponto O sobre o eixo de rotação até qualquer ponto na linha de aplicação da força.
são as componentes da força aplicada.
O vetor unitário que vamos usar tem a mesma direção que o eixo de rotação , utilizando esse eixo as forças que atuam em e não exercem momento nesse eixo de rotação, então:
Onde é o vetor que sai do ponto até o ponto . Assim:
Logo:
Também precisamos expressar a força de tração em sua forma vetorial, para termos as componentes de cada força em cada direção, para isso precisamos achar o vetor unitário que tem mesma direção que a força de tração.
Esse vetor pode ser encontrado da seguinte maneira:
Assim no nosso caso temos que o vetor unitário de é:
Agora que temos o vetor unitário, vamos expressar a tração do cabo :
Agora temos que ver a força peso da placa que é dado por:
E como é uma força peso, ela só aponta verticalmente para baixo.
Passo 2
Agora vamos analisar a equação de equilíbrio referente ao momento:
Abrindo essa conta, temos: