Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Beer - Mecânica dos Materiais- Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas de Revisão - Ex. 153
Desenhe os diagramas de força cortante e momento fletor para a viga e o carregamento mostrados e determine e determine a tensão máxima em razão da flexão.
Passo 1
Fala aí, galerinha. Tudo bem com vocês? Bora estudar mecânica e garantir aquele notão na prova.
Este problema nos pede para determinarmos a tensão máxima em razão da flexão. Para isso, precisamos determinar os diagramas para o momento fletor e força cortante. Primeiro, vamos esboçar o DCL:
Para acharmos as reações, vamos utilizar as equações de equilíbrio. Sabemos que:
Com a reação em encontrada, vamos determinar as equações para a força cortante e momento fletor. Para isso, vamos dividir a viga em segmentos. O primeiro, do ponto ao ponto , e o segundo do ponto ao ponto .
Em seguida, vamos usar as equações de equilíbrio para encontrarmos as equações.
Para o segmento :
E também:
E para o segmento , temos:
E também:
Com isso, podemos esboçar os diagramas. Para o diagrama da força cortente:
E para o diagrama do momento fletor, temos:
Podemos ver que o momento máximo absolutoequivale a 40,5. E é ele que vamos usar para encontrar a tensão máxima.
Passo 2
Agora que já temos o momento máximo absoluto, basta encontrar as outras variáveis das quais a tensão depende. Sabemos que a tensão normal causada pelo momento fletor é dada por:
Onde é a distância da linha neutra (onde a tensão é nula) até o ponto em que queremos saber a tensão e é o momento de inércia da seção.
Esses valores são tabelados para o perfil indicado, que é o Os valores podem ser encontrados em tabelas na internet ou no próprio livro.
Como queremos a máxima tensão, pegaremos o maior Portanto, usando o ábaco:
O momento de inércia também está no ábaco, e é igual a:
Passo 3
Agora, temos todos os dados para obter a tensão normalSubstituindo os valores:
E pronto! Esta é a tensão máxima em razão da flexão.
Resposta
Cortante:
Momento: