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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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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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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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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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