Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Beer - Resistência dos Materiais- Ed: 3º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 127
Usando a equação derivada da parte do Prob. 7.126, mostrar que, em qualquer seção transversal da viga da Fig. 7.24, onde , o maior valor de ocorre para . (Sugestão: Denotando por , o valor correspondente de para e as posições e , escrever uma equação definindo os valores de para , e mostrar que, para , a única raiz real dessa equação é ).
Passo 1
Bom para começar essa questão vamos relembrar a equação que foi mencionada! É essa coisa bonita aqui...
Vamos seguir a sugestão do problema que consiste em fazer as seguintes substituições:
Passo 2
Com essa substituição vamos ficar com o seguinte:
Beleza! Agora o problema também sugere estabelecer um para quando , ou seja, . Vamos fazer isso!
Passo 3
Galera, ainda seguindo os passos da sugestão da questão vamos considerar que olha só!
Desenvolvendo vamos obter:
Agora fica mais fácil para elevar ambos os lados da equação ao quadrado:
Colocando em evidência:
Agora vamos tentar acabar com as frações!
Utilizando o produto notável
Pessoal, como a gente já sabe que vai ser uma raiz a gente não pode cortar o termo ok?
Passo 4
Agora temos uma relação beeem mais simples entre e , correto?
Lembrando que a gente tem que mostrar que, para , a única raiz real dessa equação é .
De fato, para que essa equação esteja correta, considerando que é se !
Podemos mostrar isso considerando que , assim vamos poder fazer a simplificação:
Vamos substituir
Essa equação de terceiro grau irá ter duas raízes complexas e uma negativa, como é uma dimensão real sobre outra, então é claro que nenhuma dessas três raízes pode ser solução. Desta forma, realmente é a única solução =D
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)