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 peso de 100   k g adicionado no ponto B . Antes de resolver, vamos fazer o diagrama de corpo da treliça para entender melhor o problema:

O primeiro passo é determinar as reações de apoio nos nós A e C que são como forças externas atuando na treliça. Em A o apoio é do tipo pino, possui reação vertical e horizontal, e em C é do tipo rolete, impede movimento apenas na horizontal. Uma vez que a treliça está em equilíbrio, podemos utilizar as equações de equilíbrio de forças e momento para determinar as reações de apoio. Começando pelo somatório de momentos em torno de A , já que isso elimina duas das três incógnitas.

∑ M A = 0

F C x * 5 - W * 12 = 0

F C x = 100 * 9,81 * 12 5

F C x = 2354,4   N

∑ F x = 0

F C x + F A x = 0

F A x = - 2354,4   N

∑ F y = 0

F A y - W = 0

F A y = 100 * 9,81

F A y = 981   N

Para facilitar os cálculos, vamos também definir o ângulo α de inclinação da barra B C - em relação à horizontal.

tan ⁡ α = 5 12

α = tan - 1 ⁡ 5 12

α = 22,62 °

Passo 2

Show, feito isso, podemos analisar separadamente os nós da treliça, que pela condição de equilíbrio devem ter os somatórios de forças e momentos nulos. Começando então pelo nó B temos:

∑ F B y = 0

B C sen ⁡ α - W = 0

B C = 100 * 9,81 sen ⁡ 22,62 °

B C = 2550,6   N   ( C )

∑ F B x = 0

B C cos ⁡ α - A B = 0

A B = 2550,6 * cos ⁡ 22,62 °

A B = 2354,6   N   ( T )

Onde T significa que a barra está sendo tracionada, ou seja, tende a alongar e C que a barra está sendo comprimida, tende a reduzir.

Passo 3

Sucesso até agora né?! Já temos as forças nas barras A B e B C , só precisamos descobrir então a força na barra A C que pode ser facilmente obtida pelo equilíbrio no nó C .

∑ F A y = 0

F A y - A C = 0

A C = 981   N   ( T )

Ufa! Até que foi tranquilo né? Partiu pra próxima!

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Resposta

A B = 2354,6   N

A C = 981   N

B C = 2550,6   N

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