Enunciado

O carregamento distribuído atuando sobre uma viga engastada A B tem uma intensidade q dada pela expressão q 0 cos ⁡ π x / 2 L ,em que q 0 é a máxima intensidade do carregamento (veja a figura). Derivar a equação da curva de deflexão e então determinar a deflexão δ B na extremidade livre. Use a equação diferencial de quarta ordem da curva de deflexão (a equação do carregamento).

Passo 1

Bora lá galera!

Usando a equação diferencial de quarta ordem, como diz o enunciado:

E ⋅ I ⋅ v ' ' ' ' =   - q = - q 0 cos ⁡ π x 2 L   Eq. (1)

E ⋅ I ⋅ v ' ' ' =   - q 0   2 L π sen ⁡ π x 2 L +   C 1 Eq. (2)

Aplicando as velhas e conhecidas condições de contorno e integrando, temos que:

Condição de contorno - 1

E ⋅ I ⋅ v ' ' ' =   V

E ⋅ I ⋅ v ' ' ' ( L ) = 0

  C 1 = 2   q 0   L π

E ⋅ I ⋅ v ' ' =   q 0   2 L π 2 cos ⁡ π x 2 L + 2   q 0   L π x +   C 2 Eq. (3)

Condição de contorno - 2

E ⋅ I ⋅ v ' ' =   M

E ⋅ I ⋅ v ' ' ( L ) =   0

C 2 = - 2   q 0   L 2 π

E ⋅ I ⋅ v ' =   q 0   2 L π 3 sen ⁡ π x 2 L +   q 0   L π x 2 - 2   q 0   L 2 π   x +   C 3 Eq. (4)

Condição de contorno - 3

v ' ( 0 ) =   0

C 3 = 0

E ⋅ I ⋅ v = - q 0   2 L π 4 cos ⁡ π x 2 L +   q 0   L 3 π x 3   -   q 0   L 2 π   x 2 + C 4 Eq. (5)

Condição de contorno - 4

v ( 0 ) =   0

C 4 = 16   q 0   L 4 π 4

Passo 2

Com isso, meus caros amigos, ao aplicarmos todas essas condições na equação 5, temos que:

E ⋅ I ⋅ v = - q 0   2 L π 4 cos ⁡ π x 2 L +   q 0   L 3 π x 3   -   q 0   L 2 π   x 2 + 16   q 0   L 4 π 4

v =   -   q 0 L 3 π 4 E I ⋅ 48 L 2 cos ⁡ π x 2 L - 48 L 2 + 3 π 3 L x 2 - π 3 x 2

E, portanto, a deflexão δ B na extremidade livre, será:

δ B   =   - v L = - -   q 0 L 3 π 4 E I ⋅ 48 L 2 cos ⁡ π x 2 L - 48 L 2 + 3 π 3 L x 2 - π 3 x 2

Substituindo o x por L , finalmente temos:

δ B   =   2 q 0 L 4 3 π 4 E I ⋅ π 3 - 24

Essa questão foi, heim... Bora pra próxima?

Resposta

v =   -   q 0 L 3 π 4 E I ⋅ 48 L 2 cos ⁡ π x 2 L - 48 L 2 + 3 π 3 L x 2 - π 3 x 2

δ B   =   2 q 0 L 4 3 π 4 E I ⋅ π 3 - 24