Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia Estática - 12ª Edição - Russel C. Hibbeler- Ed: 12º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 30
A mola tem uma rigidez e está livre quando . Se o mecanismo estiver em equilíbrio quando , determine o peso do cilindro D. Despreze o peso dos membros. A barra AB permanece horizontal o tempo todo, pois o anel pode se deslocar livremente ao longo da guia vertical.
Passo 1
Passo 2
O primeiro passo é escrever a expressão da energia potencial gravitacional do pesso do cilindro W:
Da figura do diagrama do corpo livre, sabemos que
Portanto,
Passo 3
O próximo passo é calcular a energia potencial elástica armazenada pela mola e calcular o enloganmento da mola:
Energia potencial:
Enlongamento:
Passo 4
Calculando enfim a energia potencial:
Passo 5
A energia potencial total do sistema é dada por:
Passo 6
Com a expressão da energia potencial, devemos calcular a primeira derivada de V para obter a posição de equilíbrio:
Para