ESTÁTICA E MECÂNICA DOS SÓLIDOS

ESTÁTICA E MECÂNICA DOS SÓLIDOS

1. PRÉ-REQUISITOS

   • *Trigonometria básica - O círculo trigonométrico nada mais é que uma representação gráfica na qual podemos estabelecer algumas relações importantes nas figuras formadas. *Relações trigonométricas em triângulos com medidas diferentes - representações gráficas do valor do seno, cosseno e tangente usando a própria circunferência.

2. CONCEITOS FUNDAMENTAIS

   • *Espaço é uma região ocupada por corpos na qual podemos fazer a localização desta região por meio de referências chamadas de coordenadas. *Comprimento é utilizado para fazer a localização de um ponto no espaço para descrever o tamanho de um sistema físico, suas características geométricas e também para medir distâncias. *Partícula ou Ponto material é um corpo que ocupa um determinado espaço, porém ele possui dimensões desprezíveis em relação ao sistema analisado. *Corpo extenso é o contrário de partícula. Nesta situação consideramos o corpo com todas as suas dimensões e não por meio de um ponto em um espaço.
     • *Grandezas escalares são aquelas que podem ser bem definidas apenas com sua intensidade, como o tempo, volume e massa. *Grandezas vetoriais não conseguimos definir e ter seu entendimento apenas com sua intensidade, precisamos também de sua direção e sentido, como por exemplo força e momento.

3. ESTÁTICA PARA PARTÍCULAS

   • *Estática é o estudo de corpos em equilíbrio estático, ou seja, parados. Estática em uma dimensão só temos a possibilidade de uma partícula se mover sobre o eixo da dimensão. *Estática em duas dimensões: a partícula pode se mover para qualquer região do plano infinito representado tanto em perspectiva quanto numa visão frontal. *uma partícula está parada quando todas as somatórias de forças sobre ela são iguais a zero.

4. ESTUDO DE CASO DETALHADO

   • A questão agora é aplicar o conceito em problemas físicos reais. Para isso temos que desenvolver aqui o conceito de diagrama de corpo livre. Muitas vezes temos um sistema grande e trabalhar com ele de uma vez só é difícil. A dica para fazer essa separação em partes mais simples é imaginar a partícula isolada e logo depois colocar todas as forças que atuam sobre ela com suas respectivas direções, sentidos e intensidades.

5. MOMENTO

   • O efeito que tende a girar um determinado objeto é torque ou momento. O valor do momento será proporcional à distância que a força estiver do eixo. A força considerada deverá estar sempre perpendicular à linha de ação em relação ao eixo. A fórmula, portanto, do momento será dada pela expressão Momento= força x distância até o eixo adotado (M= F x d).

6. VINCULAÇÕES

   • O objeto pode andar para frente e para trás sobre o eixo x, pode andar para frente e para trás sobre o eixo y, pode andar para cima e para baixo sobre o eixo z, pode girar em torno do eixo x, pode girar em torno do eixo y e pode girar em torno do eixo z. No total são 6 movimentos possíveis. Portanto, conseguimos gerar 6 equações da estática para resolver o problema em questão.
     • Cada uma dessas possíveis movimentações são chamadas de grau de liberdade. Se o corpo for livre para fazer os seis movimentos apresentados dizemos que ele possui seis graus de liberdade. Se ele for livre para fazer apenas três movimentos, dizemos que ele possui três graus de liberdade. Tipos comuns de vinculações - Existem alguns tipos comuns de estruturas como vigas, pórticos e treliças

7. REAÇÕES NAS VINCULAÇÕES

   • *As vinculações servem para impedir a movimentação em determinados pontos da estrutura. *Cargas concentradas e distribuídas - são os próprios vetores com sua indicação de intensidade

8. TRELIÇAS

   • A tração é basicamente um esforço que tende a alongar um corpo e a compressão é o efeito contrário. A treliça é um esquema estrutural cuja tendência é apenas de gerar em suas barras esses dois esforços apenas. Na treliça chamamos cada encontro de barras de nó. As forças em uma treliça são aplicadas diretamente em cima dos nós e por causa disso elas “caminham” pelas barras apenas na direção da barra. Se toda a estrutura está parada, os nós da estrutura também estarão.

9. VIGAS ISOSTÁTICAS

   • O esforço cortante assim como o nome diz é aquele que tende a cortar a seção de uma estrutura qualquer. O corte acontece quando temos forças em sentidos contrários. O momento fletor(relativo à flexão) acontece quando existe a tendência do corpo apresentar uma curvatura quando submetido a um carregamento ortogonal ao eixo da peça estudada. Este carregamento pode ser concentrado e/ou distribuído.

10. PÓRTICOS ISOSTÁTICOS

    • Diagrama de esforço normal (tração e compressão), diagrama de esforço cortante e diagrama de momento fletor.
      • Saber que não esforços horizontais nos dá uma informação interessante a respeito do diagrama dos esforços cortantes. Nas duas barras verticais não há cortante. Faça um teste mental, imagine um corte na estrutura em algum ponto das barras verticais e olhe para baixo. Vai perceber que não há nenhum esforço com tendência ao giro. Saber que há uma força distribuída em alguma região da estrutura nos indica que ali o diagrama do esforço cortante é variável e linear.

11. TENSÃO X DEFORMAÇÃO

    • As tensões acontecem internamente à estrutura. As tensões podem ser de tração, compressão e cisalhamento. Quando a tensão tende a diminuir o objeto, ela será chamada de tensão de compressão, quando ocorrer no sentido de alongar o objeto, ela será chamada de tensão de tração. Portanto estamos nos referindo a tensões normais (tensão de tração ou compressão).
      • Todo corpo quando submetido há algum tipo de esforço muda suas características geométricas. Algumas vezes é visível outras não.

12. FLAMBAGEM

    • Flambagem que nada mais é que a perda de estabilidade de uma barra quando esta está sujeita a um esforço de compressão relativamente grande. A perda de estabilidade pode ocasionar alguns tipos de deformações e deslocamentos na barra. O caso mais comum e simples é a flambagem por flexão.
      • Materiais diferentes apresentam comportamentos diferentes, portanto outro fator influente no fenômeno é o Módulo de Elasticidade (E). Cada material possui uma relação entre tensões e deformações e como na flambagem existem tensões e deformações, cada material se comporta de maneira diferente.

13. FLEXÃO DE VIGAS I

    • Quando temos o fenômeno da flexão, uma região da viga está comprimida e outra está tracionada. Para encontrar as tensões máximas de compressão, as tensões máximas de tração e sua posição é necessário o uso de fórmulas e alguns passos o primeiro passo é identificar em qual ponto da viga vamos aplicar a fórmula da tensão, O segundo é identificar se a tração está na metade de cima ou na metade de baixo da viga, O terceiro é encontrar a inércia na direção do giro da viga e o quarto passo é aplicar a fórmula.

14. FLEXÃO DE VIGAS II

    • O momento é um produto vetorial. Como sabemos que a representação do momento fletor na Figura 106 está na direção e sentido corretos? Pelo próprio fenômeno. Como a viga é apoiada nos dois extremos o diagrama do momento fletor é representado abaixo do esquema estático na nossa convenção. Isto significa que a viga sofre tração da metade para baixo em sua seção.

15. TORÇÃO EM EIXO CIRCULAR

    • Este fenômeno é produzido quando aplicamos esforços de forma a torcer o objeto. tendência ao giro gerada pelo par de momentos nas extremidades do eixo podem ser chamados de momentos de torção, momentos torcionais ou torque.
      • A tensão capaz que surge devido aos efeitos da torção é a tensão de cisalhamento

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