Enunciado

Determine as reações de apoio dos pórticos planos esquematizados na próxima figura.

Passo 1

Temos muitas forças atuando nesse pórtico, então vamos separá-las em forças horizontais e verticais para facilitar a identificação das forças. Vamos tomar o ponto A para calcular os momentos das forças, então todas as distâncias serão tomadas em relação a esse ponto.

Forças horizontais:

Temos uma reação horizontal no ponto A e uma força uniformemente distribuída de 10   k N / m . A força uniformemente distribuída é equivalente a uma força de 10   k N / m ⋅ 3 m = 30   k N aplicada no ponto y = 3 m / 2 = 1,5 m , que é justamente a distância vertical até o ponto A.

Forças verticais:

Temos as reações verticais R A e R B , a força de 10   k N aplicada a 2 m de A e forças uniformemente distribuídas de 20   k N / m aplicadas entre x = 0 e x = 2 m e entre x = 6 m e x = 8 m . A primeira delas equivalente a uma força de módulo 20   k N / m ⋅ 2 m = 40   k N aplicada em x = 2 m / 2 = 1 m . Essa é exatamente a distância horizontal até o ponto A. De forma similar, a segunda força equivale a ter 40   k N aplicado em x = 6 m + 1 m = 7 m , ou seja, a uma distância horizontal de 7 m - 2 m = 5 m de A.

Passo 2

Antes de prosseguir, é importante perceber que a força vertical de 40   k N aplicada a 1 m de A e a força de reação vertical R B tendem a “girar” o pórtico no sentido anti-horário e, portanto, contribuirão com sinal positivo na equação de equilíbrio dos momentos. A força vertical de 40   k N aplicada a 5 m de A, a força vertical de 10   k N e a força horizontal de 30   k N , por outro lado, tendem a “girar” o pórtico no sentido horário, ou seja, sua contribuição para a equação de equilíbrio dos momentos será negativa. Agora, podemos utilizar as equações de equilíbrio.

∑ M A = R B ⋅ 4 m + 40   k N   ⋅ 1 m - 30   k N ⋅ 1,5   m - 40   k N ⋅ 5 m - 10   k N ⋅ 2 m = 0

⇒ R B ⋅ 4 m = 225   k N m   ⇒ R B = 225   k N m 4 m = 56,25   k N

∑ F X = 30   k N + H A = 0 ⇒ H A = - 30   k N

O sinal negativo indica que H A aponta no sentido negativo de x .

∑ F Y = R A + R B - 40   k N - 40   k N - 10   k N = 0

⇒ R A = - R B + 90   k N = - 56,25   k N + 90   k N = 33,75   k N

Resposta

H A = - 30   k N

R A = 33,75   k N

R B = 56,25   k N