Enunciado

O suporte de alvenaria gera a distribuição de cargas atuando nas extremidades da viga. Simplifique essas cargas a uma única força resultante e especifique sua localização, medida a partir do ponto O .

Passo 1

Para encontrar a força resultante gerada por essa distribuição, nós podemos calcular a “área” da região marcada pelas setas:

F → = A r e t â n g u l o + A t r i â n g u l o

F → = 0,3 1 + 1 2 2,5 - 1 0,3 = 0,525   k N

Passo 2

E para definir qual deve ser o ponto de aplicação da força precisamos considerar o momento total em relação ao ponto O (conforme foi pedido no enunciado).

Nós já associamos uma força a cada área. Sabemos também que podemos associar a posição de cada força ao centroide da sua área correspondente.

Por exemplo, a força de 0,3   k N associada ao retângulo vermelho age a uma distância 0,3 2 = 0,15   m a partir do ponto O , que é a posição do centroide do retângulo:

M 1 = 0,3 0,15 = 0,045   k N ∙ m

A força de 0,225   k N ∙ m associada ao triângulo age a uma distância 2 3 0,3 = 0,2   m , que á posição do centroide de um triângulo retângulo (dois terços do comprimento da base):

M 2 = 0,225 0,2 = 0,045   k N ∙ m

Então o momento resultante é:

∑ M O = 0,045 + 0,045 = 0,090   k N ∙ m

Passo 3

Agora temos que escolher a posição da nossa força resultante de forma que o momento total em relação a O continue o mesmo.

Então se x é a distância perpendicular entre o ponto O e o ponto de aplicação da força:

F x = 0,090

x = 0,090 0,525 = 0,171 m

Lembrando que a força precisa estar à direita do ponto O , para que o momento resultante aponte no sentido horário, assim como fazia no sistema original.

Resposta

A força resultante tem intensidade de 0,525   k N e age em um ponto 0,171   m à direita do ponto O.

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