0 - Defina os esforços internos solicitantes em uma estrutura exemplifique-os( valor 0,75 )
Passo 1
O enunciado pede duas coisas claras:
- Definir o que são os esforços internos solicitantes em uma estrutura.
- Exemplificá‑los, usando o valor
(ou seja, incluir exemplos numéricos que envolvam esse valor).
Informações dadas que vou usar sem perguntar nada:
- O número
deve aparecer nos exemplos (vou interpretá‑lo como uma magnitude numérica, indicando unidades quando fizer sentido, por exemplo ou ).
Passo 2
O que são, em palavras simples e diretas:
- Esforços internos solicitantes são as “reações internas” que aparecem dentro de um elemento estrutural quando ele está carregado. Eles equilibram as forças e momentos aplicados externamente para que qualquer pedaço da estrutura esteja em equilíbrio.
- Os três (quatro, em caso de torção) esforços internos mais usados são:
- Normal axial
: força que age ao longo do eixo do elemento (tração ou compressão). - Cisalhamento transversal
(ou dependendo da notação): força perpendicular ao eixo que causa cisalhamento. - Momento fletor
: momento que produz curvatura/flexão no elemento. - Torção
(quando houver): momento torçor que gira a seção em torno do eixo.
- Normal axial
Explicação física muito simples:
- Imagine “cortar” a viga num ponto e olhar a face cortada: os esforços internos são as forças e o momento que aparecem nessa face para manter os dois pedaços em equilíbrio.
Passo 3
Como se obtêm esses esforços (método que você deve aplicar na prova — passo a passo prático):
- Desenhe a estrutura e os carregamentos externos.
- Escolha a seção onde quer os esforços internos e imagine que a estrutura é cortada ali.
- Isole uma das partes e escreva as equações de equilíbrio:
Nessas equações aparecem como incógnitas , e (e se houver torque). - Resolva as equações para encontrar
, , (e ). - Anote o sinal segundo a convenção que escolher (por exemplo:
tração, momento que gera concavidade para cima, etc.) — seja consistente.
Vou ilustrar cada um desses esforços com exemplos numéricos envolvendo
.
Passo 4
Exemplo 1 — Força normal axial (
):
- Situação: barra reta engastada na esquerda e carregada por uma força axial para fora na extremidade direita com magnitude
. - Corte na barra próximo à extremidade e isolamento da parte direita: equilíbrio axial dá
Logo - Interpretação: a barra está em tração de
. Se a força estivesse para dentro, (compressão).
Passo 5
Exemplo 2 — Cisalhamento (
) e momento fletor (
) em viga com carga pontual:
- Situação: viga engastada na esquerda (cantilever) e com uma carga vertical descendente
aplicada na extremidade livre. - Corte a uma distância
do engaste, com a porção da extremidade livre isolada. - Equilíbrio vertical dá para a região isolada:
(Aqui é o esforço cortante na seção; tem sempre o mesmo valor ao longo da viga entre a carga e a extremidade livre, no caso de uma única força concentrada na extremidade.) - Equilíbrio de momentos (tomando momentos em torno da seção):
Assim, o momento fletor cresce linearmente com até o engaste; no engaste, para igual ao comprimento , tem .
Passo 6
Exemplo 3 — Torção (
):
- Situação: eixo circular submetido a um torque aplicado de
. - Corte transversal e isole: para equilíbrio de momentos torsores
- Interpretação: toda seção entre o ponto de aplicação e o apoio vê a mesma intensidade de torque interno
.
Passo 7
Exemplo 4 — Ação combinada e resultante interna:
- Situação hipotética: num corte de uma viga há simultaneamente
(axial) e (cortante). Queremos a resultante das forças internas no plano da seção. - A resultante vetorial
das forças internas é - Observação: mesmo que a resultante dependa desses dois componentes, o momento fletor
continua sendo o que causa rotação da seção; indica intensidade combinada de ação cortante+axial.
Passo 8
Significados práticos e dicas para a prova (como aprender a fazer rápido):
- Sempre desenhe o corte e o diagrama livre da parte isolada; coloque as incógnitas
, , no plano da seção. - Use as três equações de equilíbrio (duas translações + rotação em 2D) para isolar incógnitas. Em 3D aparece também equilíbrio em
e momentos em dois eixos. - Verifique unidades: se for força use
, para momentos . - Use convenções de sinal consistentes e anote se
significa tração, fletor positivo, etc. - Teste de sanidade: se a soma das ações externas for zero, as internas em todo o corte devem ser coerentes com isso (por exemplo, para uma barra com apenas carga axial,
será constante igual à carga aplicada).
Passo 9
Resumo final didático rápido (o que memorizar):
- Esforços internos solicitantes =
(axial), (cortante), (fletor) e, quando aplicável, (torção). - Método: cortar → isolar → escrever
→ resolver. - Exemplos numéricos com
: , , , , e resultante combinada quando e são iguais a .
Resposta
Definição: esforços internos solicitantes são as ações internas que surgem numa seção cortada de uma estrutura para equilibrar as forças e momentos externos; os principais são o esforço normal axial
, o esforço cortante
, o momento fletor
e a torção
.
Exemplos numéricos com o valor
:
- Barra axial com carga de
: . - Viga em balanço com carga vertical de
na extremidade: e . - Eixo submetido a torque de
: . - Ação combinada
e : resultante .