Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia Estática - 12ª Edição - Russel C. Hibbeler- Ed: 12º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 64
64. A estrutura na forma de um A está sendo suspensa para uma posição ereta pela força vertical . Determine o momento dessa força em relação ao eixo x quando a estrutura está na posição mostrada.
Passo 1
Para fornecer o resultado como o enunciado pede precisamos calcular o momento da força 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 mencionado acima pode ser visto na figura abaixo.
Para achar as coordenadas do vetor temos que saber as coordenadas do ponto C em relação aos eixos x, y e z. As coordenadas de C são:
Então o vetor é dado por:
O vetor unitário que tem a mesma direção que o eixo de rotação que é o eixo x, é dado por:
Como a força é perpendicular como o enunciado diz, ela só tem a componente z diferente de zero.
Passo 2
Agora que já temos tudo que precisamos, vamos calcular o momento em relação ao eixo pedido.
Resposta
O momento da força em relação ao eixo de rotação x é: