Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - J. L. Meriam - Estática - Mecânica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 8
Encontre a força Q exercida no papel pelo perfurador de papel do Prob. 4/89, repetido aqui.
Passo 1
Primeiro, vamos isolar e desenhar o diagrama de força ativa do dispositivo
Observe que as forças de reação do papel agora são forças ativas
Como o deslocamento virtual do ponto é igual ao deslocamento do ponto A (A'), podemos escrever a distância como
Mudança infinitesimal na posição dos pontos A e A 'é
Passo 2
Força P cria momento sobre o ponto O de
Portanto, podemos escrever Trabalho Virtual feito pela força P como produto da mudança infinitesimal no ângulo δθ e no momento que a força produz
(1)
Observe que o trabalho virtual feito pela força R é negativo, uma vez que a direção do deslocamento é oposta à direção da força
Substituiremos by
(2)
Passo 3
A seguir, vamos aplicar o Princípio do Trabalho Virtual, que afirma que a soma do trabalho realizado por todas as forças ativas é igual a zero
Substituiremos e pelas expressões (1) e (2), respectivamente
Dividiremos ambos lados da equação por
A partir daqui expressaremos como
Observe que a força total exercida sobre o papel é