Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia Estática - 12ª Edição - Russel C. Hibbeler- Ed: 12º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 15
Determine a força normal interna, o esforço cortante e o momento atuando no ponto , e também no ponto , que está localizado à direita do apoio de rolete em .
Passo 1
Para determinar o que se pede, deve-se fazer o diagrama de corpo livre da viga para que seja possível determinar alguma reação externa ao apoio da viga. Após isso, deve-se seccionar o corpo nos pontos de referência e fazer a análise dessas seções, ou seja, fazer a análise das reações internas de cada membro seccionado.
Passo 2
O DCL da viga é dada por:
As cargas distribuídas exercem forças resultantes sobre a viga em uma determinada posição que devem ser determinados. Comos os carregamentos são retangulares, tem-se que a resultante é dada por:
E a posição do seu centroide é dada por:
Logo para o primeiro carregamento, tem-se que:
E:
Para o segundo carregamento:
E:
Como o terceiro carregamento tem a mesma intensidade e o mesmo comprimento do primeiro carregamento, seus valores serão:
E:
Passo 3
Agora, tendo apenas as reações indeterminadas é possível determinar a reação em aplicando o somatório de momentos em relação ao ponto e supondo que o momento é positivo no sentido anti-horário, tal que:
Passo 4
Então, pode-se fazer um “corte” no ponto que terá uma de suas seções analisadas.
Logo, fazendo o DCL da seção à direita do ponto e mostrando as forças e reações aplicadas, tem-se que:
E aplicando as equações de equilíbrio obtém-se para o eixo :
Para o eixo :
E, aplicando o princípio dos momentos em relação ao ponto e considerando o sentido anti-horário como sendo positivo:
Passo 5
Por fim, fazendo o mesmo processo para o ponto , secciona-se a viga neste ponto e obtém-se o DCL desse membro:
Como o comprimento da segunda carga distribuída diminuiu, o valor da força resultante também é alterado. Logo, o novo valor será:
E o centroide estará em:
Feito isso, pode-se aplicar as equações de equilíbrio, tal que obtém-se para o eixo :
Para o eixo :
E, aplicando o princípio dos momentos em relação ao ponto e considerando o sentido anti-horário como sendo positivo: