Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia: Estática Volume 1 - 6ª Edição - James L. Meriam, L. Glenn Kraige- Ed: 6º - Capítulo 5.3 - Ex. 33
Determine a coordenada y do centroide da área sombreada mostrada. (Observe os cuidados citados no Prob. 5/28).
Passo 1
Sabendo que a equação para encontrar o centroide é dado por:
Dessa maneira, vamos primeiro encontrar a área do problema.
Passo 2
Mas antes vamos escolher um elemento de área, para assim podermos integrar, com isso:
Pronto! Escolhido o elemento de área vamos integrar ele em relação a y e temos a nossa área. Dessa maneira:
Agora precisamos encontrar as funções que corresponde a x, dessa maneira, como são semiciclo pode ser descrito por:
Isolando x de ambas, temos:
Conhecendo as equações podemos encontrar o ponto de intersecção, pois utilizaremos no limite de integração, com isso:
Resolvendo teremos:
Passo 3
Tendo as funções que descrevem o nosso problema fica mais fácil de integrar, dessa maneira a área é dada por:
Agora basta resolvermos essa integral que teremos nossa área, sendo que:
Passo 4
Ante de aplicar a equação para achar o centroide na coordenada y, vamos resolver a integral:
Depois é só dividir pela área que teremos o ponto. Com isso,
Logo,
Resolvendo teremos:
Pronto! Só substituir na equação, se tiver alguma dificuldade na resolução das integrais recomendo que revise o assunto de substituição trigonométrica em cálculo que encontra na própria plataforma. Agora vamos substituir: