Enunciado

Uma extensão de estabilizador para um guindaste móvel é projetada para carregar navios. A viga A B tem uma massa de 8   M g com centro de massa em seu comprimento médio. A lança B C tem uma massa de 2   M g com centro de massa a 5   m da extremidade C . A carruagem D de 2000   k g é simétrica em relação à sua linha de carga. Calcule a magnitude da força suportada pela dobradiça em A para uma carga m = 20   M g .

Passo 1

Fala galera, tudo certo? Bora fazer mais um exercício? Prometo que vai ser bem rapidinho!

O enunciado nos pede para determinar o módulo da força que a dobradiça em A suporta devido a carga m = 20   M g , a carruagem D de 2000   k g = 2   M g , a viga A B de 8   M g e a lança A C de 2   M g .

Então bora resolver! Esse problema é bem simples, vamos começar analisando a viga A B .

Como a estrutura como um todo está em equilíbrio, a viga A B também deve estar. Podemos então usar o somatório de momentos em torno de A para descobrir a reação B y , já que o momento em torno desse ponto elimina três das nossas incógnitas dos cálculos: B x , A x e A y . Logo:

∑ M A = 0

( 20 * 9,81 ) * 6 + ( 2 * 9,81 ) * 6 + ( 8 * 9,81 ) * 5 - B y * 10 = 0

B y = ( 20 * 9,81 ) * 6 + ( 2 * 9,81 ) * 6 + ( 8 * 9,81 ) * 5 10

B y = 168,7   k N

Passo 2

Suave né? Ainda pela condição de equilíbrio, vamos usar o somatório das forças atuantes na viga A B nas direções x e y :

∑ F x = 0

A x - B x = 0

A x = B x

∑ F y = 0

A y + B y - 20 * 9,81 - 2 * 9,81 - 8 * 9,81 = 0

A y = 168,7 - 9,81 ( 20 + 2 + 8 )

A y = 125,6   k N

Passo 3

Show! Agora vamos pegar a outra componente da estrutura, a lança B C .

Onde α é dado por:

α = tan - 1 ⁡ 7 11,5

α = 31,33 °

No passo anterior nós já encontramos a componente A y da força suportada pela dobradiça A e sabemos também que A x = B x . Logo, se descobrirmos B x resolvemos nosso problema.

Pela mesma condição de equilíbrio da estrutura, podemos fazer o somatório de momentos em torno de C , assim eliminamos as outras incógnitas que não são foco do problema e, com isso, determinamos B x . Então:

∑ M C = 0

2 * 9,81 * 5 cos ⁡ α + B y * 11,5 - B x * 7 = 0

B x = 2 * 9,81 * 5 cos ⁡ 31,33 ° + 168,7 * 11,5 7

B x = 289,12   k N

∴ A x = 289,12   k N

Passo 4

Tranquilo né? Agora ficou fácil determinar a magnitude da força suportada pela dobradiça em A , ela é dada por:

A = A x 2 + A y 2

A = 289,12   k N 2 + 125,6 2

A = 315   k N

É só isso, galera! Bem de boa né?!

Partiu pra próxima!

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Resposta

A = 315   k N

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