Como se calcula a tensão normal média em uma seção transversal de uma barra sob carga axial?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão está perguntando como calcular a tensão normal média em uma seção transversal de uma barra que está sendo puxada ou empurrada ao longo do eixo dela, ou seja, sob carga axial. Isso faz parte da matéria de Mecânica dos Materiais, onde estudamos como os materiais se comportam quando submetidos a diferentes tipos de forças. Para resolver, vamos precisar saber qual é a força axial aplicada na barra e qual é a área da seção transversal dessa barra.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é tensão normal média. Basicamente, é a força que está agindo perpendicularmente à seção transversal da barra, distribuída de maneira uniforme por toda a área. A fórmula para calcular a tensão normal média ( sigma) é:
sigma = FA
Onde:
  • sigma é a tensão normal média.
  • F é a força axial aplicada na barra.
  • A é a área da seção transversal da barra.

Passo 3

Agora, vamos detalhar cada parte da fórmula. A força axial ( F) é a força que está sendo aplicada ao longo do eixo da barra, seja puxando (tração) ou empurrando (compressão). Já a área da seção transversal ( A) é a área da superfície que você vê quando corta a barra perpendicularmente ao eixo dela.
Então, para encontrar a tensão normal média, você simplesmente divide a força axial pela área da seção transversal.

Passo 4

Vamos imaginar um exemplo rápido para fixar a ideia. Suponha que temos uma barra com uma força axial de 500, N e a área da seção transversal é de 0,05, m^2. Aplicando os valores na fórmula:
sigma = 500, N0,05, m^2 = 10,000, N/m^2

Resposta

A tensão normal média na seção transversal da barra é calculada dividindo a força axial pela área da seção, ou seja, sigma = FA.

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