Mecânica das Estruturas Lista de Exercícios 02 Prof. Wellington Andrade

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL CAMPUS CATALÃO

MECÂNICA DAS ESTRUTURAS – LISTA 02

Questão 01 – O cabo do reboque aplica uma força P = 4 kN na extremidade do guindaste de 20m de comprimento. Sendo x = 20 m, determine a posição θ do guindaste, de modo que a força crie um momento máximo em relação ao ponto O. Qual é esse momento?

Questão 02 – Determine o ângulo θ para o qual a força de 500 N deve atuar em A para que o momento dessa força em relação ao ponto B seja igual a zero.

Questão 03 – Usando uma peça anelar, a força de 75 N pode ser aplicada no plano vertical para vários ângulos θ. Determine a intensidade do momento produzido em relação ao ponto A. Faça um gráfico do resultado de M (na ordenada) versus θ (na abscissa) para 0° < θ < 180° e especifique os ângulos que fornecem o momento máximo e mínimo.

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Questão 04 – Determine o momento da força F em relação a um eixo que se estende entre A e C. Expresse o resultado com um vetor cartesiano.

Questão 05 – Se um torque ou momento de 80 lb.pol é solicitado para afrouxar o parafuso A, determine a força P que deve ser aplicada perpendicularmente ao cabo da chave de catraca com cabeça flexível.

Questão 06 – Dois binários atuam na viga mostrada na figura. Determine a intensidade de F de modo que o momento de binário resultante seja 300 lb.pés no sentido anti-horário. Em que local da viga o momento binário resultante atua?

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Questão 07 – Dois binários atuam na estrutura. Se d = 4 pés, determine o momento do binário resultante. Calcule o mesmo resultado decompondo cada força nos componentes x, y e obtenha o momento de cada binário somando os momentos de todos os componentes de força em relação ao ponto B.

Questão 08 – Determine o momento de binário resultante dos dois binários que atuam na estrutura tubular. A distância de A até B é d = 400 mm. Expresse o resultado como um vetor cartesiano.

Questão 09 – Substitua o sistema de forças e binários por uma força e momentos equivalentes no ponto P.

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Questão 10 – Substitua as cargas sobre a estrutura por uma única força resultante. Especifique onde sua linha de ação intercepta o elemento AB, tomando com referência o ponto A.

Questão 11 – Substitua as três forças atuantes na placa por um torsor. Especifique a intensidade da força, o momento para o torsor e o ponto P(y,z) em que sua linha de ação intercepta a placa.

Questão 12 – Determine a força no cabo e os componentes horizontal e vertical da reação do pino em A. A polia em D é sem atrito e o cilindro pesa 80 lb. Obs.: pies = pés.

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Questão 13 – A viga está sujeita às duas cargas concentradas, como é visto na figura. Supondo que a base da fundação exerce uma distribuição de cargas que varia linearmente, (a) determine as intensidades das cargas w1 e w2 na condição de equilíbrio em função dos parâmetros mostrados na figura e (b) faça os cálculos com P = 500 lb, L = 12 pés.

Questão 14 – A barra uniforme AB tem peso de 15 lb e a mola está relaxada para θ = 30° e a mola está relaxada para θ = 0°. Determine a rigidez k da mola para θ = 30° de modo que a barra fique em equilíbrio.

Questão 15 – A armação de tubos sustenta as cargas verticais mostradas nas figuras. Determine os componentes de reação na junta esférica A e a tensão nos cabos de sustentação BC e BD.

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Questão 16 – A lança é apoiada por uma junta esférica em A e um cabo de sustentação em B. Se as cargas de 5 kN se encontram num plano paralelo ao plano x–y, determine os componentes de reação x,y,z em A e a tensão no cabo B.