Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Beer - Estática- Ed: 9º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 29
Duas hastes AC e CE são unidas por um pino em C e por uma mola AE. A constante da mola é k, e a mola está indeformada quando . Para o carregamento mostrado na figura, deduza uma equação em P, , e que deve ser satisfeita quando o sistema está em equilíbrio.
Passo 1
Primeiro vamos entender o problema. Temos duas hastes AC e CE que são conectados por um pino em C e por uma mola AE. Sabemos que a constante da mola é k, e a questão diz que ela não é esticada quando .
Logo, precisamos encontrar uma equação em função de P, , l e k para derivar satisfazendo o equilíbrio.
Passo 2
Achou um pouco complicado? Vamos destrinchar!
Observe na figura o triângulo , o ângulo é entre a hipotenusa AB e o cateto A’B. Desse modo:
Assumindo que, e que , temos:
Derivando:
Agora observe o triângulo , obtemos que:
Assumindo que, , temos:
Derivando,
Passo 3
Já estamos quase terminando! Vamos lembrar que a força na mola é dada por:
Onde s é o alongamento da mola, logo:
Portanto,
Passo 4
Pronto! Já temos a relação da força F, então basta utilizarmos o trabalho virtual que encontraremos a equação desejada.
Sabemos que, o trabalho virtual é 0. Ou seja,
E como,
Temos:
Logo,
Isolando, teremos:
Portanto
Ou,
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)