Enunciado

Determine a força em cada membro da treliça carregada.

Passo 1

Fala galera, tudo certo? Bora fazer mais um exercício? Prometo que vai ser bem rapidinho!

O enunciado nos pede para determinar a força que cada barra da treliça está submetida devido ao carregamento 3   k N no nó C . Antes de resolver, vamos fazer o diagrama de corpo livre da treliça para entender melhor o problema:

Para descobrirmos o módulo, direção e sentido das forças atuando nas barras, precisamos sempre partir de um ponto/nó que tenha uma força com módulo, direção e sentido conhecidos.

Passo 2

Show! Com isso, podemos analisar os nós da treliça separadamente, que devem estar em equilíbrio para que a treliça também esteja. Começando pelo nó C :

Agora podemos fazer o equilíbrio de forças nas direções x e y :

∑ F y = 0

C D sen ⁡ 30 ° - 3 = 0

C D = 3 sen ⁡ 30 °

C D = 6   k N   ( C )

∑ F x = 0

C D cos ⁡ 30 ° - B C = 0

B C = 6 cos ⁡ 30 °

B C = 5,20   k N   ( T )

Sempre que uma força apontar para o nó ela é de compressão ( C ) , ou seja, tende a comprimir a barra. Se apontar para fora, ela é de tração ( T ) e tende a alongar a barra.

Passo 3

Show, feito isso, vamos repetir esse procedimento para alguns outros nós até descobrirmos as forças em todas as barras. Analisando agora o nó D .

E novamente utilizando as equações de equilíbrio de força, temos:

∑ F x = 0

D E cos ⁡ 30 ° - C D cos ⁡ 30 ° = 0

D E = 6 cos ⁡ 30 ° cos ⁡ 30 °

D E = 6   k N   ( C )

∑ F y = 0

B D - D E sen ⁡ 30 ° - C D sen ⁡ 30 ° = 0

B D = 6 sen ⁡ 30 ° + 6 sen ⁡ 30 °

B D = 6   k N   ( T )

Passo 4

Tá quase acabando hein?! Não desiste não!! Hahaha Bora analisar o nó B agora!

Fazendo o equilíbrio de forças nas direções x e y :

∑ F y = 0

A B sen ⁡ 30 ° - B D = 0

A B = 6 sen ⁡ 30 °

A B = 12   k N   ( T )

∑ F x = 0

B C + B E - A B cos ⁡ 30 ° = 0

B E = 12 cos ⁡ 30 ° - 5,20

B E = 5,20   k N   ( C )

Passo 5

Agora sim: the grand finale!! Hehe

Analisando separadamente o nó E :

Está faltando determinar apenas a força na barra A E , então podemos utilizar o somatório de forças na direção y para determina-la:

∑ F y = 0

D E sen ⁡ 30 ° - A E = 0

A E = 6 * sen ⁡ 30 °

A E = 3   k N   ( C )

Ufa! Essa já foi hein? Partiu pra próxima!

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Resposta

A B = 12   k N   ( T )

A E = 3   k N   ( C )

B C = 5,20   k N   ( T )

B D = 6   k N   ( T )

B E = 5,20   k N   ( C )

C D = 6   k N   ( C )

D E = 6   k N   ( C )

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