Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Beer - Dinâmica- Ed: 9º - Capítulo 13.Problemas - Ex. 63
É mostrado na mecânica dos materiais que quando uma viga elástica AB suporta um bloco de peso W em um ponto B, a deflexão (chamada de deflexão estática) é proporcional a W. Mostre que se o mesmo bloco cai de uma altura h na extremidade B da viga em balanço AB e não ricocheteia, a máxima deflexão no movimento subsequente pode ser expressa como . Note que essa fórmula é aproximada, já que está baseada no pressuposto que não há energia dissipada no impacto e que o peso da viga é pequeno comparado com o peso do bloco.
Fonte: Beer – Dinâmica – 9ª ed
Passo 1
Olá pessoal, tudo bem?
Espero que sim! Bora falar de energia!!
Bem, vamos analisar o problema pela velha amiga conservação de energia.
À princípio, vamos relembrar que a deflexão estática pode ser escrita como a razão entre o peso total e a rigidez da viga:
E como vamos falar de conservação de energia, temos que imaginar dois momentos:
- A deflexão estática da viga está ocorrendo, sem interferência externa do bloco que logo cairá. Porém assumimos que a velocidade da mesma é nula.
- Depois que o bloco cai de uma certa altura , há a deflexão máxima . E quando a viga se encontra em sua deflexão máxima, sabemos que a velocidade também é nula, mas que possui as componentes de rigidez e potencial gravitacional.
Portanto nos dois momentos a serem analisados as velocidades são nulas.
Passo 2
Agora é aplicação de fórmula:
Organizando a equação:
Assim, isolando o termo :
Resposta
Portanto está provado que