Enunciado

Determine a força de corte F aplicada pela lâmina DE à barra em G em termos da força P aplicada ao cabo do cortador de alta resistência. Suponha que a força de corte F é perpendicular à borda inferior da lâmina DE.

Passo 1

Neste exercício, devemos calcular as forças no membro A B → , B C → , A C → . Para o primeiro, devemos calcular as reações externas na junção A e C. Na junção C, devido ao tipo de suporte, temos apenas uma reação, que é horizontal. Na junta A, existem 2 reações externas, horizontais e verticais. Antes de escrevermos a equação de equilíbrio, vamos converter a unidade de massa em unidade de peso.

F = m ∙ g = 100 kg ∙ 9.81 m s 2

F = 981 N

Vamos escrever equações de equilíbrio para uma determinada treliça carregada:

∑ M A = 0 = > F x , C ∙ 5 - F ∙ 12 = 0

= > F x , C = F ∙ 12 5 = 981 ∙ 12 5 = 2354.4 N

∑ X i = 0 = > F x , C - F x , A = 0

= > F x , A = F x , C = 2354.4 N

∑ Y i = 0 = > F y , A - F = 0

= > F y , A = F = 981 N

Passo 2

Agora, quando temos reações externas, podemos escrever equações de equilíbrio para as articulações. Vamos escrever equações de equilíbrio para a junta C, mas primeiro devemos calcular o ângulo entre a horizontal e a barra BC.

tan ⁡ α = 5 12 = > α = arctan ⁡ 5 12 = 22.62 °

Agora, podemos escrever equações de equilíbrio para a junta B:

∑ Y i = 0 = > B C ∙ sin ⁡ α - F = 0

= > B C = F sin ⁡ α = 981 sin ⁡ 22.62 ° = 2550.6 N

∑ X i = 0 = > B C ∙ cos ⁡ α - A B = 0

= > A B = B C ∙ cos ⁡ α = 2550.6 ∙ cos ⁡ 22.62 ° = 2354.4 N

Passo 3

Agora, sabemos 2 membros (AB e BC) e apenas o membro desconhecido é AC. Podemos calcular esse membro a partir de equações de equilíbrio para a junta A ou C, da mesma forma. Vamos escrever equações de equilíbrio para a junta A:

∑ Y i = 0 = > A C - F y , A = 0

= > F y , A = 981 N

Resposta

AB = 2354.4 N

BC = 2550.6 N

AC = 981 N

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