universidade federal do rio grande do sul - ufrgs - Chasqueweb ...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL - UFRGS<br />
ESCOLA DE ENGENHARIA - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL<br />
LISTA DE EXERCÍCIOS DA ÁREA II - Prof. Alexandre R. Pacheco<br />
1 Com o auxílio de expressões<br />
tabeladas, localize o centro de<br />
massa <strong>do</strong> arame homogêneo<br />
<strong>do</strong>bra<strong>do</strong> em forma de arco de<br />
circunferência. R = 300 mm; θ =<br />
30 o .<br />
2 Determine a distância y ao eixo centroidal<br />
xx da seção reta da viga. No cálculo,<br />
despreze as dimensões da solda em A e B.<br />
150 mm<br />
θ<br />
y<br />
15 mm<br />
150 mm<br />
B<br />
15 mm<br />
y<br />
R<br />
x<br />
x<br />
x<br />
θ<br />
A<br />
50<br />
3 Localize o centróide da seção reta da viga. Faça a =<br />
25 mm.<br />
y<br />
a<br />
a<br />
5a<br />
a<br />
2a<br />
12a<br />
x<br />
4 Determine o<br />
comprimento <strong>do</strong> segmento<br />
AB <strong>do</strong> arame de mo<strong>do</strong><br />
que o centróide <strong>do</strong> corpo<br />
composto esteja<br />
localiza<strong>do</strong> no ponto C.<br />
L<br />
B<br />
A<br />
y<br />
150 mm<br />
C<br />
100 mm<br />
45 o<br />
x<br />
200 mm 400 mm
5 Localize o centro de gravidade da barra<br />
homogênea.<br />
6 Determine a distância y ao eixo centroidal<br />
xx da seção reta da viga. Todas as espessuras<br />
iguais a 15 mm.<br />
z<br />
37,5 175 mm 37,5<br />
200 mm<br />
y<br />
y<br />
x<br />
x<br />
400 mm<br />
200 mm<br />
x<br />
100 mm<br />
175 mm<br />
7 Determine a coordenada y <strong>do</strong> centróide C da seção reta da viga.<br />
Em seguida calcule o momento de inércia da área em relação ao<br />
eixo xx.<br />
120 mm<br />
y<br />
20 mm<br />
20 mm<br />
50 mm 50 mm<br />
x<br />
150 mm<br />
x<br />
35 mm<br />
x<br />
20 mm<br />
A<br />
120 mm<br />
8 Determine o momento de inércia da seção reta da<br />
viga em relação ao eixo xx que passa pelo centróide C.<br />
Nos cálculos despreze as dimensões das soldas em A e<br />
B. y = 90,5 mm.<br />
x<br />
15 mm<br />
B<br />
y<br />
x<br />
50 mm
9 Determine o momento de inércia<br />
polar da área da placa em relação à<br />
origem das coordenadas, C, localizada<br />
no centróide.<br />
y<br />
10 Determine o produto de inércia da<br />
cantoneira em relação aos eixos x, y,<br />
cujas origens estão localizadas no<br />
centróide C. Suponha que to<strong>do</strong>s os<br />
cantos sejam vivos.<br />
20 20<br />
y<br />
29 mm<br />
60 mm<br />
10<br />
x<br />
20 20<br />
60 mm<br />
10<br />
C<br />
x<br />
29 mm<br />
100 mm<br />
100 mm<br />
11 Determine o momento de inércia da seção<br />
reta da viga em relação ao eixo centroidal xx.<br />
Os valores padroniza<strong>do</strong>s <strong>do</strong> momento de inércia<br />
Ic, da área Ac e da posição <strong>do</strong> centróide das<br />
vigas em U encontram-se indica<strong>do</strong>s na figura.<br />
41<br />
C<br />
125 mm<br />
x<br />
C<br />
125 mm<br />
41<br />
15<br />
250 mm<br />
Ar = 4 130 mm 2<br />
Ic = 6 300 000 mm 2<br />
15
A<br />
30<br />
100 mm<br />
60<br />
250 420<br />
30<br />
80<br />
840 mm<br />
12 A roda de<br />
aço tem um<br />
diâmetro de<br />
840 mm e a<br />
seção reta<br />
mostrada na<br />
figura.<br />
Determine a<br />
massa total da<br />
roda se ρ = 3<br />
Mg/m 3 .<br />
A<br />
Seção A-A<br />
13 A barragem<br />
circular é feita de<br />
concreto. Determine<br />
a massa total da<br />
barragem se o<br />
concreto tem ρ = 2,5<br />
Mg/m3. Faça a = 3<br />
m, b = 10 m, c = 1,5<br />
m e r = 20 m.<br />
c<br />
b<br />
50 o r<br />
a<br />
v<br />
y<br />
14 Determine a coordenada y <strong>do</strong> centróide e<br />
calcule os momentos de inércia Iu e Iv da viga<br />
em U. Os eixos u, v têm suas origens no<br />
centróide C. Nos cálculos suponha que to<strong>do</strong>s os<br />
cantos sejam vivos.<br />
10<br />
u<br />
40<br />
C<br />
20 o y<br />
x<br />
10<br />
150 mm<br />
150 mm
Exercício<br />
RESPOSTAS:<br />
Solução<br />
1 x G = 124,0 mm; y G = 0 mm<br />
2 154,4 mm<br />
3 x G =0 mm; y G = 40,97 mm<br />
4 77,3 mm<br />
5 x G = 147,4 mm; y G = 178,1 mm; z G = 49,1 mm<br />
6 80,1 mm<br />
7 13 760 000 mm 4<br />
8 20 700 000 mm 4<br />
9 926 600 mm 4<br />
10<br />
11 109 950 000 mm 4<br />
12 82,7 kg<br />
13 1071,7 Mg<br />
14 y = 10,26 mm, Iu = 5 060 000 mm 4 , Iv = 34 790 000 mm 4<br />
INFORMAÇÕES ADICIONAIS:<br />
ELEMENTO<br />
INFORMAÇÕES<br />
L=2θ r<br />
r<br />
θ<br />
θ<br />
x G = r/θ sen θ<br />
Arco de Circunferência<br />
x G<br />
y<br />
r<br />
θ<br />
θ<br />
Setor Circular<br />
A=θ r 2<br />
x<br />
x G = 2(r/θ sen θ)/3<br />
y G = 0<br />
Ix = 1/4 r 4 (θ - 1/2 sen 2θ)<br />
Iy = 1/4 r 4 (θ + 1/2 sen 2θ)