Identifique quais dos itens de até são mais bem resolvidos pelas equações de equilíbrio de força e momento e por trabalho virtual. Descreva sucintamente o procedimento para cada solução.
Passo 1
- B - Como queremos o valor do ângulo , uma medida externa ao sistema, o método do trabalho virtual é mais vantajoso. As forças ativas (que causam trabalho) são o peso da barra e a força , então calculamos o trabalho virtual infinitesimal realizado pelas duas forças para um giro pequeno , somamos e igualamos a zero. Resolvemos com apenas uma equação.
- A - Dessa vez queremos duas forças que não realizam trabalho para um deslocamento do sistema, e que portanto não aparecem nas equações no método do trabalho virtual. O método da soma das forças e momentos é então mais vantajoso. Isolamos em diagrama de corpo livre a barra e fazemos duas equações de força e uma de momento.
- B - Queremos a dimensão externa ao sistema, entçao podemos usar o método do trabalho virtual. As forças ativas são os pesos das barras e a força . Calculamos o trabalho virtual realizado pelas duas forças para um pequeno aumento de , somamos e igualamos a zero. Resolvemos com apenas uma equação.
- A - Aqui queremos forças internas ao sistema e que não são todas forças que realizam trabalho, devemos desmembrar os componentes e realizar as equações de força e momento. Isolamos as barras e em diagrama de corpo livre, e então aplicamos duas equações de força e uma de momento para cada.
- B - Como queremos o valor do ângulo , uma medida externa ao sistema, o método do trabalho virtual é mais vantajoso. As forças ativas (que causam trabalho) são os peso das barra, a força e a mola, então calculamos o trabalho virtual infinitesimal realizado pelas forças para uma variação pequena de , somamos e igualamos a zero. Resolvemos com apenas uma equação.
- B - Queremos encontrar a constante elástica da mola. Podemos fazer isso pelo princípio do trabalho virtual, encontrando o valor da da variação infinitesimal da energia potencial elástica do sistema para um aumento do ângulo . será função de . As condições para o equilíbrio estável serão e . Aplicando as duas, acharemos as restrições para .