Enunciado

48. Uma treliça de piso é carregada tal como mostra a figura. Determine a força nos elementos F I ,   H I e H J .

Passo 1

Primeiramente, pelo desenho da figura no enunciado, é possível ver que o apoio em A só irá gerar uma força na direção y e o apoio em K nas direções x e y .

Para conseguir o que o enunciado quer, precisamos achar primeiro achar a força de reação em K , já que essa força contribui nas contas para achar as forças nos elementos pedidos no enunciado. Vamos fazer isso usando as equações de equilíbrio para o sistema inteiro

Tendo isso, vamos efetuar um corte imaginário que passa pelos membros F I ,   H I e H J . Assim vamos analisar o lado direito desse corte (é mais simples) para conseguirmos achar as forças nesses membros, utilizando as equações de equilíbrio.

Passo 2

Vamos primeiro utilizar a equação de equilíbrio referente a força na direção x , assim achando K x .

∑ F x = 0

K x = 0

Agora vamos analisar a equação de equilíbrio referente ao momento em relação ao ponto A , pois assim a força em A não contribui para o cálculo do momento.

∑ M A = 0

K y 4,8 - 4 0,8 - 4 1,6 - 3 2,4 - 2 3,2 - 2 4 - 1 4,8 = 0

⇒ 4,8 K y = 36

⇒ K y = 7,5   k N

Tendo isso, vamos partir para o corte e descobrir o que o enunciado quer.

Passo 3

Agora vamos analisar a equação de equilíbrio do momento em relação ao ponto H , pois assim as forças nesse ponto não contribuem para o momento e podemos achar F F I sem problemas.

∑ M H = 0

- F F I 0,4 + 7,5 1,6 - 2 0 , 8 - 1 ( 1,6 ) = 0

⇒ 0,4 F F I = 8,8

⇒ F F I = 2 2   k N

Passo 4

Vamos nesse momento analisar a equação de equilíbrio em relação a força na direção y , para conseguirmos achar F H I , então:

∑ F y = 0

7 , 5 - 2 - 1 + 0,4 0,894 F H I = 0

⇒ 0,4 0,894 F H I = - 4,5

⇒ F E F = - 10,06   k N

Passo 5

Agora só precisamos achar a última força, F H J , e faremos isso usando a equação de equilíbrio referente à o momento em relação ao ponto I .

∑ M I = 0

F H J 0,4 - 1 0,8 + 7,5 0,8 = 0

⇒ 0,4 F H J = - 5,2

⇒ F H J = - 13   k N

Resposta

F F I = 22   k N

F E F = - 10,06   k N

F H J = - 13   k N

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