Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Beer - Estática- Ed: 9º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 113
Uma treliça sustenta a carga mostrada na figura. Determine a força equivalente que atua sobre a treliça e o ponto de interseção da sua linha de ação com uma linha, que passa pelos pontos e .
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem? Vamos analisar essa questão.
Precisamos determinar a força equivalente que atua sobre a treliça, ou seja, vamos somar todas as forças atuantes e ver qual a resultante.
Olhando para a imagem do enunciado, podemos notar que a maioria das forças estão em (Libras força) e somente a força que age em está em (Newtons). Portanto, vamos converter essa força para libra-força também:
Passo 2
Agora teremos o seguinte arranjo:
Analisando o diagrama podemos fazer o somatório das forças. Analisando as forças horizontais, temos que:
indica a resultante das forças horizontais que agem na treliça. Observe que o sinal foi negativo, o que indica que a direção da resultante é para o lado esquerdo.
Faremos agora o somatório de forças em verticais, temos que:
indica a resultante das forças verticais que agem na treliça. Observe que o sinal foi negativo, o que indica que a direção da resultante é para o lado baixo.
Passo 3
Como temos a resultante vertical e horizontal, podemos obter a reação resultante a partir do teorema de Pitágoras. O arranjo das reações ficou assim:
Calculando a resultante, temos:
Substituindo os valores, temos:
Podemos determinar também, o ângulo que indica a direção de .
Portanto:
Passo 4
Também nos é pedido para determinar o ponto de interseção da linha de ação dessa força resultante com a linha que liga o ponto ao ponto .
Para isso, vamos calcular o somatório de momentos no ponto . Temos que:
Temos então que:
Este resultado indica que o momento resultante causado pelas forças na treliça está no sentido horário.
Passo 5
Para determinar o ponto de interseção no segmento , vamos utilizar a relação de que o produto entre uma força que é perpendicular a um segmento é igual ao momento. Portanto:
Portanto a linha de ação da força passa a à direita do ponto .