Enunciado

Determine a  força em cada membro da  treliça.  Indique se os membros estão sob tração ou compressão.

Passo 1

Falai galerinha, tudo certo:

Como diria a Viúva Negra, “Ainda somos amigos, certo?”

Boraaa fazer essa comigo

Então já vamos começar com o nosso diagrama de corpo livre da treliça

Passo 2

Partindo da geometria da treliça, iremos considerar as seguintes relações.

Calculando o ângulo θ , temos

tan ⁡ θ = B A D A

tan ⁡ θ = 3 4

θ = tan 1 ⁡ 3 4

θ = 36.86 °

Passo 3

Agora iremos calcular o comprimento BF

B F = C F tan ⁡ θ

B F = 2 tan ⁡ 36.86 °

= 1.5   m

O ângulo α

tan ⁡ α = F A C F

= 1.5 2

α = 36.86 °

Passo 4

Vamos desenhar as forças que atuam em diferentes juntas

Passo 5

Considerando o método de juntas parar cada uma das juntas C, D, A respectivamente e iremos aplicar a equação de equilíbrio estático, show de bola??

Vamos então considerar a junta D.

Passo 6

Vamos escrever o equilíbrio de forças ao longo da direção horizontal

∑ F x = 0

F D C cos ⁡ ( 36.86 ° ) - F D A = 0

F D C = 1 0.800 F D A

F D C = 1.25 F D A

Escrevendo a equação de equilíbrio de forças ao longo da direção y, teremos

∑ F y = 0

F D C sin ⁡ 36.86 ° - 30 = 0

F D C = 30   k N 36.86 °

F D C = 50.01   k N     ( T e n s ã o )

Passo 7

Resolvendo as expressões seguinte, teremos F D A

50.01 = 1.25 F D A

F D A = 50.01 1.25

F D A = 40.00922

F D A ≈ 40   k N   ( C o m p r e s s ã o )

Passo 8

Vamos considerar agora a junta C

Vamos considerar o equilíbrio de forças ao longo da direção DBC

∑ F = 0

F C B - F C D + F A C cos ⁡ 180 ° - 106.28 ° = 0

Considerando o equilíbrio de forças ao longo da direção CA

∑ F = 0

F C A sin ⁡ 180 ° - 106.28 ° = 0

F C A sin ⁡ ( 73.72 ° ) = 0

F C A = 0

Substituindo na expressão que encontramos, temos

F C B - F C D + F A C cos ⁡ 180 ° - 106.28 ° = 0

F C B - 50 + 0 = 0

F C B = 50   k N     ( T e n s ã o )

Passo 9

Agora para finalizarmos, iremos considerar a junta A

Onde, a reação do rolo A x é representada em corpo livre no pino A

Escrevendo o equilíbrio de forças ao longo da direção horizontal, temos

∑ F x = 0

F D A + F C A cos ⁡ α - A x = 0

40 + 0 cos ⁡ 36.86 ° - A x = 0

A x = 40   k N

Agora iremos escrever o equilíbrio de forças ao longo da direção vertical

∑ F y = 0

F C A sin ⁡ α + F B A = 0

0 sin ⁡ 36.86 ° - F B A = 0

F B A = 0

“Nós somos Groot”

Resposta

F D C = 50.01   k N     ( T e n s ã o )

F D A ≈ 40   k N   ( C o m p r e s s ã o )

F C A = 0

F C B = 50   k N     ( T e n s ã o )

A x = 40   k N

F B A = 0

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