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RESISTNCIA DOS MATERIAIS
INTRODUO
A resistncia dos materiais um assunto bastante antigo. Os
cientistas da antiga Grcia j tinham o conhecimento do fundamento
da esttica, porm poucos sabiam do problema de deformaes.
O desenvolvimento da resistncia dos materiais seguiu-se ao
desenvolvimento das leis da esttica. Galileu (1564-1642) foi o
primeiro a tentar uma explicao para o comportamento de alguns
membros submetidos a carregamentos e suas propriedades e
aplicou este estudo, na poca, para os materiais utilizados nas vigas
dos cascos de navios para marinha italiana.
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RESISTNCIA DOS MATERIAIS
INTRODUO
Podemos definir que a ESTTICA considera os efeitos externos das
foras que atuam num corpo e a RESISTNCIA DOS MATERIAIS,
por sua vez, fornece uma explicao mais satisfatria, do
comportamento dos slidos submetidos esforos externos,considerando o efeito interno.
Na construo mecnica, as peas componentes de uma
determinada estrutura devem ter dimenses e propores
adequadas para suportarem esforos impostos sobre elas.
Exemplos:
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RESISTNCIA DOS MATERIAIS
O comportamento de um membro submetido a foras, no depende
somente destas, mas tambm das caractersticas mecnicas dos
materiais de fabricao dos membros. Estas informaes provm do
laboratrio de materiais onde estes so sujeitos a ao de forasconhecidas e ento observados fenmenos como ruptura,
deformao, etc.
2. Classes de solicitaes
Quando um sistema de foras atua sobre um corpo, o efeito
produzido diferente segundo a direo e sentido e ponto de
aplicao destas foras.
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RESISTNCIA DOS MATERIAIS
Os efeitos provocados neste corpo podem ser classificados em
esforos normais ou axiais, que atuam no sentido do eixo de um
corpo, e em esforos transversais, atuam na direo perpendicular
ao eixo de um corpo. Entre os esforos axiais temos a trao, acompresso e a flexo, e entre os transversais, o cisalhamento e a
toro.
Quando as foras agem para fora do corpo, tendendo a alonga-lo no
sentido da sua linha de aplicao, a solicitao chamada deTRAO; se as foras agem para dentro, tendendo a encurta-lo no
sentido da carga aplicada, a solicitao chamada de
COMPRESSO.
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A FLEXO uma solicitao transversal em que o corpo sofre uma
deformao que tende a modificar seu eixo longitudinal.
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A TORO um tipo de solicitao que tende a girar as sees de
um corpo, uma em relao outra.
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Um corpo submetido a SOLICITAES COMPOSTAS quando
atuam sobre eles duas ou mais solicitaes simples.
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3. Foras
O conceito de fora introduzido na mecnica em geral. As foras
mais conhecidas so os pesos, que tem sempre sentido vertical
para baixo, como por exemplo, o peso prprio de uma viga, ou opeso de uma laje sobre esta mesma viga.
As foras podem ser classificadas em concentradas e distribudas.
Na realidade todas as foras encontradas so distribudas, ou seja,foras que atuam ao longo de um trecho, como os exemplos citados
anteriormente e ainda em barragens, comportas, tanques, hlices,
etc.
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Quando um carregamento distribudo atua numa regio de rea
desprezvel, chamado de fora concentrada. A fora concentrada,
tratada como um vetor, uma idealizao, que em inmeros casos
nos traz resultados com preciso satisfatria. No estudo de tipos decarregamentos, mais a diante, retornaremos a este assunto.
No sistema internacional (SI) as foras concentradas so expressas
em Newton [N]. As foras distribudas ao longo de um comprimentoso expressas com as unidades de fora pelo comprimento [N/m],
[N/cm], [N/mm],etc.
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A fora uma grandeza vetorial que necessita para sua definio,
alm da intensidade, da direo, do sentido e tambm da indicao
do ponto de aplicao.
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Duas ou mais foras constituem um sistema de foras, sendo que
cada uma delas chamada de componente. Todo sistema de foras
pode ser substitudo por uma nica fora chamada resultante, que
produz o mesmo efeito das componentes.
Quando as foras agem numa mesma linha de ao so chamadas
de coincidentes. A resultante destas foras ter a mesma linha de
ao das componentes, com intensidade e sentido igual a somaalgbrica das componentes.
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EXEMPLO
Calcular a resultante das foras F1 = 50N, F2 = 80 N e F3 = 70 N
aplicadas no bloco da figura abaixo:.
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No caso em que as foras tm um mesmo ponto de aplicao, ou se
encontram num mesmo ponto depois de prolongadas, recebem o
nome de foras concorrentes. A resultante destas foras pode ser
determinada grfica ou analiticamente.
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Sendo dada uma fora F num plano xy, possvel decomp-la em
duas outras foras Fx e Fy , como no exemplo abaixo:
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da trigonometria sabemos que:
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EXEMPLO 2
Calcular as componentes horizontal e vertical da fora de 200N
aplicada na viga conforme figura abaixo.
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EXEMPLO
Calcular o momento provocado na alavanca da morsa, durante a
fixao da pea conforme indicado na figura abaixo:
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EXEMPLOCalcular a carga nos cabos que sustentam o peso de 4 kN, como
indicado nas figuras:
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AlavancasDe acordo com a posio do apoio, aplicao da fora motriz (FM) e
da fora resistente (FR), as alavancas podem ser classificadas
como:.
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AlavancasA relao entre estas foras e os braos (motriz e resistente) das
alavancas apresentadas, de acordo com a terceira equao de
equilbrio apresentada no tem 0, :
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EXERCCIOS1) Calcular a carga nos cabos que sustentam os indicados nas
figuras abaixo:
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EXERCCIOS2) Classifique o tipo de alavanca e calcule a fora necessria para
mant-las em equilbrio:
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