Apresentação Geral e Aula 01 Prof. Wanderson S. Paris, M.Eng. [email protected] Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS MECÂNICA DOS SÓLIDOS Podemos definir que a MECÂNICA TÉCNICA considera os efeitos externos das forças que atuam no equilíbrio de um corpo e a RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS, por sua vez, fornece uma explicação mais saJsfatória, do comportamento dos sólidos submeJdos a esforços externos, considerando o efeito interno. Estes, associados a estudo da DINÂMICA, formam o bloco de conteúdos que chamamos de MECÂNICA DOS SÓLIDOS. Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS Notas • 1o. e 2o. Bimestre: – Avaliação formal = 70% da nota (prova) – Desenvolvimento em sala = 30% da nota: • Exercícios propostos e parJcipação aJva. Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS Presença / Faltas • De acordo com a legislação vigente, o aluno deverá comparecer a, pelo menos, 75% das aulas ministradas. Caso contrário, estará automaJcamente reprovado. • Aluno que por ventura precise se ausentar por período superior a 7 dias, deverá entrar em contato com a secretaria e solicitar um “tratamento especial” Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS Referências Bibliográficas • hap://www.cronosquality.com/aulas/ms/index.html • Hibbeler, R. C. – Mecânica Está-ca, 10.ed. São Paulo:Pearson PrenJce Hall, 2005. • Hibbeler, R. C. -‐ Resistência dos Materiais, 7.ed. São Paulo:Pearson PrenJce Hall, 2010. • BEER, F.P. e JOHNSTON, JR., E.R. Mecânica Vetorial para Engenheiros: EstáNca, 5.o Ed., São Paulo: Makron Books, 1991. • BEER, F.P. e JOHNSTON, JR., E.R. Resistência dos Materiais, 3.o Ed., São Paulo: Makron Books, 1995. Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS Prof. Wanderson S. Paris Graduado em Engenharia Industrial Mecânica pela UTF-‐PR Universidade Tecnológica Federal do Paraná (2000) e Mestre em Projeto e Gestão de Sistemas de Produção pela UFPR Universidade Federal do Paraná (2003). Atualmente é Consultor da Cronos Quality Apoio e Treinamento Empresarial Ltda. Tem experiência focada em Engenharia de Produção e Engenharia da Qualidade, Gerenciamento de Projetos e Gerenciamento de Processos, como profissional na área industrial. Na área acadêmica, atuou como Coordenador de Pós-‐Graduação (EAD) e Professor de graduação e Pós-‐graduação em ins^tuições como UNOPAR, SPEI, IBPEX, FACEAR, FATEC, VIZIVALE. Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS Aula 01 – Força Resultante, Lei dos Senos e dos Cossenos Prof. Wanderson S. Paris, M.Eng. [email protected] Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS Grandezas Grandezas Escalares x Grandezas Vetoriais Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS 6$+9:,;<=:,>.31,?-.($-+,;3$(&-(,@:,!+-$3A."% *+,-",./(,0$(&-"1(, • Uma grandeza vetorial pode ser representada graficamente p or u ma s eta, u Jlizada p ara #/$ 0-()$ 1)&$ ',)$ 0-&$ 4"#$ definir seu módulo, direção e senJdo. #$()2.'.&$1)4$ 1)4$ 1)',.(-;$ ()$4"$+),-&$ 3-"0&.")',-$ '.(#$#,&#+71$ )$4"$).>-$()$ #9:-$(#$1),#$ (.3#(-$ 0)/#$ 0&)1)',#9:-$ ,-&)1$ 2-&9#$ 1$ 3#C-1$ ()$ -$ 0-',-$ 5 7 -$ +),-&$ -$S. Paris -‐ [email protected] Prof. W)$ anderson )>,&)".(#()$ MECÂNICA DOS SÓLIDOS Lei dos Senos +,-.$/ 01&23$4(53$!,#6$7%,.1%&$4#1.)%.$83$9&%1#:, • Em todo triângulo, a medida dos seus lados !"#$%&'$(")&'$"$%&'$*&''")&' ! são proporcionais aos senos dos lados opostos. !"#$% &'% ()*+,-&.$% /01% 2% 32&3% +,-&.$3% *,(2),$3% !4% " 2% #4% "% .2*% #$3 32,$3% 5 #26*,*#"% #"% 32-&*,(2% 6$)'"7% 89'% ($#$% ()*+,-&.$4% "3% '2#*#"3 #$3%32&3%."#$3%3:$%;)$;$)<*$,"*3%"$3%32,$3%#$3%."#$3%$;$3($3=> # 0 / " ! & % $ $ $ !"#! !"#" !"## 1 ! /%;")(*)%#$%'23'$%()*+,-&.$%/01%2%32&3%+,-&.$3%*,(2),$3% !4% " 2% #4%" .2*% #$3% <$332,$3% 5 #26*,*#"% #$% 32-&*,(2% '$#$7% 8?&'% ()*+,-&.$4% $ @&"#)"#$%#"%'2#*#"%#2%&'%."#$%5 *-&".%A 3$'"%#$3%@&"#)"#$3%#"3 Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS '2#*#"3% #$3% $&()$3% #$*34% '2,$3% $% #$B)$% #$% ;)$#&($% #"3% '2#*#"3 32,$3% 5 #26*,*#"% #"% 32-&*,(2% 6$)'"7% 89'% ($#$% ()*+,-&.$4% "3 #$3%32&3%."#$3%3:$%;)$;$)<*$,"*3%"$3%32,$3%#$3%."#$3%$;$3( Lei dos Cossenos # & % $ $ $ !"#! !"#" !"## " ! 01&23$4(53$!,#6$7%,.1%&$4#1.)%.$83$9&%1#:,"' +,-.$/ 1 • Num triângulo, o quadrado da medida de u lado é igual à soma dos quadrados das medidas dos outros ! /%;")(*)%#$%'23'$%()*+,-&.$%/01%2%32&3%+,-&.$3%*,(2),$3% ! !"#$%&'$(")&'$"$%&'$*&''")&' .2*% #$3% <$332,$3% 5 p#26*,*#"% 32-&*,(2% dois, menos o dobro do roduto d#$% as m edidas d'$#$7% esses 8?&'% ()* @&"#)"#$%#"%'2#*#"%#2%&'%."#$%5 *-&".%A 3$'"%#$3%@&"#) dois l ados p elo c osseno a o â ngulo o posto d o ! !"#$% &'% ()*+,-&.$% /01% 2% 32&3% +,-&.$3% *,(2),$3% !4% " 2% #4% "% .2*% #$3% $&()$3% #$*34% $% #$B)$% #$% ;)$#&($% #"3 primeiro lado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rof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS #23323%#$*3%."#$3%;2.$%<$332,$ #$%+,-&.$%$;$3($%"$%;)*'2*)$%."#$=> ! 4"5;)#5. 12+$%3 0)"45%6!75%82*9%:/2$)/"%6*)$;/$%<5%-"/)*.2'= Força R esultante !"#$%&'(")*$+%, -'.)$%/"%0$)$+'+".)$#" • O cálculo da Força Resultante pode ser obJdo ! !"através #$%&'%(" )*" v+(,-*" 2()." da soma etorial ,./'%0*10." com a aplicação da /.," (304)(" )*" /(7*" 5.0(,4*%" &(7" *" regra d*0,*56/" o paralelogramo. *2%4&*-8(")*",.9,*")("2*,*%.%(9,*7(: Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS +,-.)/ Exercício 01 0$(12)34%2)5,'6)!7,.$7()3'$.87.)92):(7$';,#< !"#$%&%'()* • !"#$#%&'&()*+#,+*-'&.+#/&#(01)'*-3 O parafuso mostrado na figura esta sujeito a *)420-+#&#.)&*#(+'5&*#!! 2#!"6# 72-2',0/2#+#,8.)9+#2#&#.0'25:+#.&#(+'5&#'2*)9-&/-26 duas forças F1 e F2. Determine o módulo e a direção da força resultante. ! !;< Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS 1$#2'3 4,"56'7!-6'8$/9')($2,("'7/,2:(2';6'<"(,/=$+> Resolução do Exercício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rof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] $%-,).20@7%,0%,.+D%," 1%'+(+?%<,%,>&5*2%, 0 B 404%,1%)E 0 ' " %/ 0 ' &()%*( % &%( 0 ' ()%*( 7+-?:/-2'@A-:/-2 MECÂNICA DOS SÓLIDOS +./0)* !"#$%&%'()* ! 1$(23)45%3)6.'7)!8.0$8()4'$0980):3);(8$'<.#= Exercício 02 !"#$%&'#(&)*+&'#,-./*&0#%0#.&,*/#1-#2&''&3-4,/'#5%-#'-#-)*/)6,&# • Duas lanchas rebocam um barco de passageiros que */0#2,/.(-0&'#-0#'-%'#0/6/,-'7#8&.-)1/9'-#5%-#&#:/,;&#,-'%(6&)6-# se encontra com problemas em seus motores. < 43%&(#&#=>?@A#-)*/)6,-#'%&'#*/02/)-)6-'#)&'#14,-;B-'#+, -#-,7 Sabendo-‐se que a força resultante é igual a 30 kN, encontre suas componentes nas direções AC e BC. Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS 1$#2'0 3,"45'6!-5'7$/8')($2,("'6/,29(2':5';"(,/<$+= Resolução do Exercício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rof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS ./01*2 Exercícios Propostos +$(34*56%4*7/'8*!9/1$9(*5'$1:91*;4*<(9$'=/#) !"#$%&%'()*+$(,()-() ! !"#$%&%'()*%#+#)*&%*,)-+-%#-+#./'0+#'%,12&+*&%#%#)*-)31%#,1+#-)'%04/5# [P01] Determine a intensidade da força resultante e indique sua direção, medida no senJdo anJ-‐ (%-)-+#*/#,%*&)-/#+*&)67/'8')/5#%(#'%2+04/#+/#%)9/#! :/,)&);/< horário, em relação ao eixo X posiJvo. Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS 5#%>:'%1*?@%:'%1 ./01*2 Exercícios Propostos +$(34*56%4*7/'8*!9/1$9(*5'$1:91*;4*<(9$'=/#) !"#$%&%'()*+$(,()-() [P02] A chapa está submeJda a duas forças FA e FB ! !"# $# %&'('# )*+, *-./)+01'# '# 1-'*# 2345'*# !! )# !" %3/3# /3*+4'# '# como mostra a figura. Se θ = 60o, determine a 206-4'7#8)#! 9#:;<=#1)+)4/0>)#'#0>+)>*01'1)#1'#2345'#4)*-?+'>+)#)#*-'# 0>+)>*01'1)#)/#4)?'5@3#'3#)0A3#&340B3>+'?7# intensidade da força resultante e sua intensidade em relação ao eixo horizontal. Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS 5#%>:'%1*?@%:'%1 Exercícios Propostos ./01*2 +$(34*56%4*7/'8*!9/1$9(*5'$1:91*;4*<(9$'=/#) [P03] A tora de !"#$%&%'()*+$(,()-() madeira é rebocada pelos dois tratores ! !"# $# %&'(# )*# +()*,'(# - '*.&/()(# 0*1&2# )&,2# %'(%&'*2# +&2%'()&23# mostrados. Sabendo-‐se que a força resultante é igual a 2(.*4)&52*#67*#(#8&'9(#'*271%(4%*#- ,:7(1#(#;<=>#*#*2%? &',*4%()(#(&# 1&4:&#)&#*,@&#! 0&2,%,A&3#)*%*'+,4*#(#,4%*42,)()*#)(2#8&'9(2#! *#! B 10 kN e está orientada ao longo do eixo x posiJvo, ! C&42,)*'*#! D#;EFB determine a intensidade das forças FA e FB considerando θ = 15o " 5#%>:'%1*?@%:'%1 Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS # Referências Bibliográficas • hdp://www.cronosquality.com/aulas/ms/index.html • Hibbeler, R. C. – Mecânica Está-ca, 10.ed. São Paulo:Pearson PrenJce Hall, 2005. • BEER, F.P. e JOHNSTON, JR., E.R. Mecânica Vetorial para Engenheiros: EstáNca, 5.o Ed., São Paulo: Makron Books, 1991. • Rodrigues, L. E. M. J. Mecânica Técnica, InsJtuto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia – São Paulo: 2009. Prof. Wanderson S. Paris -‐ [email protected] MECÂNICA DOS SÓLIDOS