Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Beer - Estática- Ed: 9º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 137
137. Duas placas retangulares são soldadas juntas para formar o conjunto mostrado na figura. O conjunto é sustentado por rótulas em e e por uma esfera sobre uma superfície horizontal em . Para o carregamento mostrado na figura, determine a reação em .
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.
Vamos escolher o eixo de rotação para o cálculo do momento o eixo , pois as forças de reação das rótulas não irão contribuir para o cálculo do momento.
O vetor unitário que vamos usar tem a mesma direção que o eixo de rotação , então:
Onde é o vetor que sai do ponto até o ponto . Assim:
Logo:
A força de reação em que é a que queremos saber como ela só tem um ponto de apoio que é uma esfera, então essa força de reação só terá componente na direção , então:
E só por uma questão de as coisas ficarem claras, vamos chamar a força aplicada em de , olha que criatividade, e como pode ser visto na figura, ela só tem componente na direção .
Passo 2
Agora vamos analisar a equação de equilíbrio referente ao momento:
Abrindo essa conta, temos: