Enunciado

O eixo simplesmente apoiado tem momento de inércia 2I para a região BC e momento de inércia I para as regiões AB e CD. Determine a deflexão máxima do eixo decorrente da aplicação da carga P. O módulo de elasticidade é E.

Passo 1

Fala aí galera, partiu resolver outra questão de resmat. O primeiro passo nessa questão é determinar a equação do momento. Para isso, basta vir caminhando com a coordenada x pela viga somando ou diminuindo as parcelas dos momentos causadas pelas forças. Como nosso foco aqui não é determinar reações de apoio e existe um capítulo do livro só pra isso, vamos direto para a equação do momento:

0 ≤ x 1 ≤ L 4

M x 1 = P x 1 2

L 4 ≤ x 2 ≤ L 2

M x 2 = P x 2 2

Caso tenham dúvida nos valores, basta aplicar as equações de equilíbrio.  

Sabemos que a equação da linha neutra é:

E I d 2 v d x 2 = M x

Logo, integrando 2 vezes os dois lados das equações, teremos:

E I v 1 = P x 1 3 12 + C 1 x 1 + C 2

2 E I v 2 = P x 2 3 12 + C 3 x 1 + C 4

Para determinar as constantes, vamos aplicar as condições de contorno:

x 1 = 0 → v 1 = 0

x 2 = L 2 → d v 2 d x 2 = 0

Agora, vamos aplicar as condições de continuidade:

x 1 = x 2 = L 4 → d v 1 d x 1 = d v 2 d x 2 e   v 1 = v 2

Aplicando as condições e resolvendo o sistema:

C 1 = - 5 P L 2 128

C 2 = 0

C 3 = - P L 2 16

C 4 = 11 P L 3 768

Passo 2

A deflexão é máxima quando:

x = L 2

Substituindo o valor de x na equação do deslocamento, teremos:

∆ m á x = - 3 P L ³ 256 E I  

Resposta

∆ m á x = - 3 P L ³ 256 E I  

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Para a viga com o carregamento mostrado, determinar: (a) a equação da linha elástica; (b) a declividade na extremidade A ; (c) a deflexão no ponto C .
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