Enunciado

Resolva o Problema 10.81 usando o círculo de Mohr.

Passo 1

O problema pede que encontremos a orientação dos eixos principais, os momentos e produtos de inércia, usando para isso o círculo de Mohr, que você pode encontrar uma explicação aqui mesmo no responde aí, dá uma olhadinha lá!

Então, vamos calcular o momento e o produto de inércia com relação aos eixos x e y :

I x = 1 12 80 20 3 + 80 20 140 2 + 1 12 20 300 3

I x = 1 07 , 83 ⋅ 10 6   m m 4

Vamos para o eixo y agora:

I y = 1 12 20 80 3 + 20 80 50 2 + 1 12 300 20 3

I y = 9,907 ⋅ 10 6   m m 4

E também I x y , que é:

I x y = 8 0 20 - 50 140 + 80 20 50 - 14 0

I x y = - 22,4 ⋅ 10 6   m m 4

Passo 2

Agora, iremos usar o círculo de Mohr, onde o centro C do círculo encontra o eixo u , então, vamos lá:

I A V G = I x + I y 2 = 107,83 + 9,907 2 ⋅ 10 6

I A V G = 58,867 ⋅ 10 6   m m 4

Passo 3

Calculamos então as cordenadas de referência do ponto A são: 107,83 ; - 22,4 ⋅ 10 6   m m 4

Logo, o circulo pode ser construído assim:

R = C A = 107,83 - 58,867 2 + - 22,4 2 ⋅ 10 6 = 53,84 ⋅ 10 6   m m 4

Passo 4

Com todas essas informações que obtemos, podemos calcular os momentos de inércia que são:

I m a x = 58,867 + 53,84 ⋅ 10 6 = 112,7 ⋅ 10 6   m m 4

I m i n = 58,867 - 53 , 84 ⋅ 10 3 = 5,03 ⋅ 10 6   m m 4

Então, também temos que saber que a orientação em relação aos eixos são:

tan ( ⁡ 2 θ p 1 ) = 22,4 107,83 - 58,867

2 θ p 1 = 24,58 °  

θ p 1 = 12,29 ° Anti-horário

E:

2 θ p 2 = 18 0 ° - 2 θ p 1  

θ p 2 = 77,7 ° Horário

Dessa forma:

Resposta

I m a x = 113 ⋅ 10 6   m m 4

I m i n = 5,03 ⋅ 10 6   m m 4

θ p 1 = 12,3 °  

θ p 2 = 77,7 °

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