Como resolver forças de tensão estática

Escrito por yvonne bernard | Traduzido por fabiana silva
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Como resolver forças de tensão estática
A compreensão da tensão estática é fundamental em um projeto de estruturas (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

A engenharia mecânica é o estudo do movimento dos corpos no mundo físico e de suas interações mecânicas. Ele fornece os princípios básicos que descrevem esses movimentos e interações. A estática é o estudo de forças de um corpo com o ambiente que o cerca. Essas leis foram estabelecidas por Isaac Newton e que depois ficaram conhecidas como as leis do movimento de "Newton". Ele publicou seu trabalho em 1687. O livro "O Principia" é a base para engenharia mecânica, estática, dinâmica e física newtoniana modernas.

Nível de dificuldade:
Moderado

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Instruções

  1. 1

    Defina a convenção positiva para o problema. Desenhe um eixo "x" e "y", especifique as direções positivas para os eixos e, também, de todos os momentos.

  2. 2

    Desenhe um diagrama de corpo livre do sistema em questão considerando todas as forças representadas. Por exemplo, considere um bloco de peso "W", sustentado por dois cabos fixos no teto a 90º, respectivamente, e encontre a tensão estática nos cabos. Desenhe um quadrado para representar o bloco, com duas setas para cima saindo em ambos os lados da caixa para uma linha horizontal acima dela para representar o teto. Agora, desenhe uma seta que sai do centro da caixa e vai sentido descendente para representar o peso do objeto. Nomeie as duas setas viradas para cima como T1 e T2 e a seta que vai para baixo como W.

  3. 3

    Escreva as equações de equilíbrio do sistema. Por exemplo, escreva "a soma das forças na direção x = 0, a soma das forças na direção y = 0 e a soma dos momentos = 0".

  4. 4

    Resolva cada equação de equilíbrio para o sistema específico. No exemplo, não existe nenhum momento e nenhum componente x para as forças dadas, por isso, a única equação obtida é a soma das forças na direção y =0. Isso produz a seguinte equação: T1 + T2 - W = 0, ou T1 + T2 = W. Já que T1 e T2 devem ser iguais (ambos estão suspensos a 90°): T1 = W/2 T2 = W/2 W/2 + W/2 = W

Dicas & Advertências

  • Se os componentes na tensão estão em uma angulação específica, decomponha as forças em seus componentes. Por exemplo, se para dois cabos, um a 45° e o outro a 30°, a um peso determinado, as equações de equilíbrio seriam a soma das forças na direção x = 0, ou F1 (cos 45) + F2 (cos30) = 0. Os componentes y da equação de equilíbrio seriam: F1 (sen 45) + F2 (sen 30) - W = 0.
  • Para resolver o problema corretamente, é preciso construir um diagrama de corpo livre exato.

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