Enunciado

A laje de concreto suporta as seis cargas verticais mostradas. Determine as coordenadas x e y do ponto da laje por onde passa a resultante do sistema de carregamento.

Passo 1

Fala galera! Tudo certo? Vamos dividir a resolução em algumas etapas, beleza? Prometo que vai ser bem rapidinho!

O enunciado nos pede para determinar as coordenadas x e y por onde passa a resultante do sistema. Para isso, precisamos ter em mente que a resultante é uma soma vetorial determinada pelo módulo e direção de todas as forças atuante no sistema original.

R → = 64 - 40 - 48 - 72 - 32 - 56 k ^   k N

R → = - 184 k ^   k N

Passo 2

Show! Por definição o momento dado pelas forças do sistema original em torno de algum ponto qualquer, deve ser igual ao momento exercido pela resultante em torno desse mesmo ponto. Vamos então calcular o momento em torno da origem, lembrando que poderia ser outro ponto qualquer:

M O → = ∑ r O → × F →

M O → = 6 i ^ + 2,4 j ^ × 64 k ^ + 8 i ^ × - 48 k ^ + 8,8 j ^ × - 72 k ^ + 2,8 i ^ + 6 j ^ × - 32 k ^ + 8 i ^ + 8,8 j ^ × - 56 k ^

M O → = - 384 j ^ + 153,6 i ^ + 384 j ^ - 633,6 i ^ + 89,6 j ^ - 192 i ^ + 448 j ^ - 492,8 i ^   k N ∙ m

M O → = - 1.164,8 i ^ + 537,6 j ^   k N ∙ m

Passo 3

Já que a resultante deve produzir o mesmo momento em torno da origem:

M O → = ∑ r → × R →

- 1.164,8 i ^ + 537,6 j ^ = r x i ^ + r y j ^ × - 184 k ^

- 1.164,8 i ^ + 537,6 j ^ = 184 r x j ^ - 184 r y i ^

Separando as variáveis nas direções i ^ e j ^ :

- 1.164,8 = - 184 r y 537,6 = 184 r x

r y = 6,33   m r x = 2,92   m

Sendo assim, as coordenadas da linha de ação da resultante são

x = 2,92   m

y = 6,33   m

Ufa! Essa já foi hein? Partiu pra próxima!

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Resposta

x = 2,92   m

y = 6,33   m

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Se F = 5 kN e θ=30 ° , determine a intensidade da força resultante e sua direção, medida no sentido anti-horário a partir do eixo x positivo..