Projetos e Ensaios Mecânicos

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mecânica 1

CAPÍTULO 2

Figura 2.27

x=−

a) Indicação da seção de corte; b) diagrama de corpo livre.

p = 5 kN/m 5 kN

a)

5 kN x 2m

ou simplesmente determinando a condição para a qual a função da cortante é igual a zero. Assim, Q = −5 x + 5 = 0 ⇒ x = 1 m.

p = 5 kN/m

b)

b 5 =− = 1m 2a 2 ( −2, 5)

Pode-se determinar o valor máximo de M substituindo x = 1 m, na expressão: M

M = −2, 5 x 2 + 5 x = −2, 5 ⋅ 12 + 5 ⋅ 1 = 2, 5 kN ⋅ m

Q

5 kN

x/2 x

Com os pontos: x = 0 ⇒ M = 0 x = 2m ⇒ M=0

Sabendo que a carga distribuída de comprimento x é determinada pela expressão: Px = p · x = 5 · x, podemos obter as expressões de Q e M a uma distância x da extremidade A.

x = 1 m ⇒ M = 2, 5 kN ⋅ m

Incluindo a informação de que a concavidade de M, quando x = 1 m, é voltada para baixo, podemos traçar os diagramas de corpo livre (a), da força cortante (b) e do momento fletor (c), conforme figura 2.28.

Assim, do lado esquerdo do carregamento, temos: Q = 5 − Px = 5 − 5 x ⇒ Q = −5 x + 5

a)

x x M = 5 ⋅ x − Px ⋅ = 5 x − 5 x ⋅ ⇒ M = −2, 5 x 2 + 5 x 2 2

5 kN

5 kN

5 b)

Como o momento fletor é uma função do 2o grau e a força cortante do 1o grau, podemos prever que se trata respectivamente de uma parábola e um segmento de reta.

+

Q (kN ? m)

a) Diagrama de corpo livre; b) diagrama da força cortante; c) diagrama do momento fletor.

–5 2,5 c)

Então, temos para a força cortante (Q):

Figura 2.28

p = 5 kN/m

M (kN ? m)

+

Q = −5 x + 5 ⇒ x = 0 ⇒ Q = 5 kN

x = 2 m ⇒ Q = −5 kN

e para o momento fletor (M):

4. Traçar os diagramas da força cortante (Q) e do momento fletor (M) no carregamento proposto pela figura 2.29.

M = −2, 5 x 2 + 5 x ⇒ x = 0 ⇒ M = 0 x = 2 m ⇒ M = −2, 5 ⋅ 22 + 5 ⋅ 2 = 0

Obviamente, dois pontos não são suficientes para definir uma parábola. Sendo assim, como é sabido, em uma equação de segundo grau (y = ax 2 + bx +c), se a < 0, a concavidade da parábola é voltada para baixo e o ponto de máximo ocorre quando 102

Figura 2.29

q = 3 kN/m 2 kN B

A yA 1m

Esboço da força cortante e do momento fletor do exemplo 4.

yB 1m

2m

1m

103


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