Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Hibbeler - Estática- Ed: 14º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 34
As dimensões de um guindaste, que é fabricado pela Basick Co., são dadas na figura. Se o guindaste tem massa de 800 kg e centro de massa em . O mancal em é radial e apoia somente uma força horizontal, enquanto o mancal em é axial, apoiando componentes horizontal e vertical. Determine a carga máxima que pode ser suspensa a partir de sua extremidade se os mancais selecionados em e puderem suportar uma carga resultante máxima de e , respectivamente.
Passo 1
E aí Pessoal, tudo bem? Vamos dar início a mais uma questão juntos!
Como esta questão utiliza a mesma geometria da questão , vamos utilizar as relações lá desenvolvidas para o cálculo das reações aqui nesta nossa questão!
Relembrando, as relações foram:
A questão nos afirmou que os valores máximos nas reações dos apoios são:
Como queremos a carga máxima , temos duas possibilidades: a reação é máxima, e a reação no apoio , dado por será menor que ; ou a reação no apoio é máxima, e a reação é menor que .
Sendo assim, vamos testar qual hipótese está correta!
Passo 2
Vamos começar com a primeira hipótese, que .
Só que temos que tomar um cuidado. Na questão anterior, ao calcularmos a força , percebemos que ela está na direção negativa de ! Portanto, ao continuarmos o cálculo, temos que utilizar o valor correto de , o qual é (na direção negativa).
Desta forma, a carga será:
E com isto, as reações no pino são:
E então, a intensidade da força no pino , temos:
E como , a nossa primeira hipótese é plausível (provavelmente será ela). Vamos só verificar agora que a segunda hipótese é inválida.
Passo 3
Para checarmos a nossa segunda hipótese temos que lembrar que . Desta forma, temos:
Só que nós sabemos que:
Portanto,
Resolvendo a equação acima obtemos:
Só que este valor de força nos dará a seguinte reação no pino : , que é maior (em módulo) que a máxima intensidade no pino , isto é, maior que .
Portanto, a carga máxima foi a da nossa primeira hipótese,
E assim finalizamos a questão!