Prévia do material em texto
1 www.cruzeirodosulvirtual.com.br Campus Liberdade CEP 01506 000 R. Galvão Bueno, 868 T F 55 11 3385 3019 / 3385 3039 São Paulo SP Brasil suporteead@cruzeirodosul.edu.br Curso: Engenharia Disciplina: Mecânica Geral Unidade de Conteúdo: Baricentro e centro de gravidade Autor: Alexandre Aparecido Neves Baricentro e centro de gravidade id12596718 pdfMachine by Broadgun Software - a great PDF writer! - a great PDF creator! - http://www.pdfmachine.com http://www.broadgun.com http://www.cruzeirodosulvirtual.com.br mailto:suporteead@cruzeirodosul.edu.br 2 www.cruzeirodosulvirtual.com.br Campus Liberdade CEP 01506 000 R. Galvão Bueno, 868 T F 55 11 3385 3019 / 3385 3039 São Paulo SP Brasil suporteead@cruzeirodosul.edu.br 5 Baricentro e centro de gravidade 5.1 Centro de massa e centróide Consideremos, como na figura abaixo, uma placa horizontal. Podemos dividir essa placa em i pequenos elementos. As coordenadas do primeiro elemento são denominadas x1 e y1, as do segundo elemento x2 e y2 etc. Sobre cada elemento age a ação da gravidade, obtemos assim as forças peso P1, P2 e Pi, respectivamente. Essas forças estão orientadas em direção ao centro da terra; porém, para todas finalidades práticas, elas podem ser consideradas paralelas. Sua resultante é uma única força na mesma direção. O módulo P dessa força é obtido pela adição dos módulos dos pesos elementares. Fz → P = P1+P2+...Pi Fz P = dp http://www.cruzeirodosulvirtual.com.br mailto:suporteead@cruzeirodosul.edu.br 3 www.cruzeirodosulvirtual.com.br Campus Liberdade CEP 01506 000 R. Galvão Bueno, 868 T F 55 11 3385 3019 / 3385 3039 São Paulo SP Brasil suporteead@cruzeirodosul.edu.br Figura 1 Momento Axial no eixo Y: My = x.P = xi.Pi Momento Axial no eixo X: Mx = y.P = yi.Pi Para obtermos as coordenadas do ponto G (baricentro), onde a força P deve ser aplicada, temos: My = xg.P = x1.P1 + x2.P2 + xi.Pi Mx = yg.P = y1.P1 + y2.P2 + yi.Pi Logo G, tem as coordenadas xg e yg, que são obtidas da forma: G = (xg ; yg ) xg = xdp/dp yg = ydp/dp 2.2 Baricentro - Centro De Gravidade de Figuras Planas: Analogamente podemos usar o mesmo raciocínio para superfícies planas. Trocando a força aplicada pela área, temos: http://www.cruzeirodosulvirtual.com.br mailto:suporteead@cruzeirodosul.edu.br 4 www.cruzeirodosulvirtual.com.br Campus Liberdade CEP 01506 000 R. Galvão Bueno, 868 T F 55 11 3385 3019 / 3385 3039 São Paulo SP Brasil suporteead@cruzeirodosul.edu.br Figura 2 2.3 Nomenclatura utilizada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT): Baricentro ou centro de gravidade = G. Eixos baricêntricos = XG e YG. Momentos Estáticos = Msx e Msy. Pontos do baricentro = xg e yg. Área da Figura Plana = A Admitindo a figura plana (acima) posicionada em relação a um par de eixos de referência (X e Y), pode-se definir seu baricentro, de coordenadas (x ; y), como sendo o único ponto da figura plana, que obedece simultaneamente a duas condições: Da definição acima, pode-se concluir, qualquer que seja a figura plana: http://www.cruzeirodosulvirtual.com.br mailto:suporteead@cruzeirodosul.edu.br 5 www.cruzeirodosulvirtual.com.br Campus Liberdade CEP 01506 000 R. Galvão Bueno, 868 T F 55 11 3385 3019 / 3385 3039 São Paulo SP Brasil suporteead@cruzeirodosul.edu.br Se a figura plana for composta por diversas figuras básicas, o resultado dos momentos estáticos são a soma algébrica dos momentos das figuras componentes, bem como, a área total da figura composta é a soma das áreas das figuras componentes. Nessas condições, qualquer que seja a figura plana, o cálculo de G = (xg ; yg), será: http://www.cruzeirodosulvirtual.com.br mailto:suporteead@cruzeirodosul.edu.br 6 www.cruzeirodosulvirtual.com.br Campus Liberdade CEP 01506 000 R. Galvão Bueno, 868 T F 55 11 3385 3019 / 3385 3039 São Paulo SP Brasil suporteead@cruzeirodosul.edu.br 2.4 Baricentros de algumas figuras básicas A tabela a seguir mostra os baricentros das figuras básicas mais utilizadas. Para conhecer outras, faça uma pesquisa na bibliografia recomendada. http://www.cruzeirodosulvirtual.com.br mailto:suporteead@cruzeirodosul.edu.br 7 www.cruzeirodosulvirtual.com.br Campus Liberdade CEP 01506 000 R. Galvão Bueno, 868 T F 55 11 3385 3019 / 3385 3039 São Paulo SP Brasil suporteead@cruzeirodosul.edu.br Tabela 1 2.5 Exemplo de cálculo de baricentro Determinar o baricentro da figura abaixo: Solução: Separar a figura principal (composta) em figuras planas simples. Podemos observar que a figura é composta de um quarto de círculo e dois triângulos. http://www.cruzeirodosulvirtual.com.br mailto:suporteead@cruzeirodosul.edu.br 8 www.cruzeirodosulvirtual.com.br Campus Liberdade CEP 01506 000 R. Galvão Bueno, 868 T F 55 11 3385 3019 / 3385 3039 São Paulo SP Brasil suporteead@cruzeirodosul.edu.br Vamos calcular as áreas e posição dos baricentros de cada figura em relação aos eixos de referência X e Y da figura principal. Agora devemos calcular a área e a posição do baricentro xg e yg da figura composta: http://www.cruzeirodosulvirtual.com.br mailto:suporteead@cruzeirodosul.edu.br 9 www.cruzeirodosulvirtual.com.br Campus Liberdade CEP 01506 000 R. Galvão Bueno, 868 T F 55 11 3385 3019 / 3385 3039 São Paulo SP Brasil suporteead@cruzeirodosul.edu.br 2.6 Exercícios propostos Calcular, para as figuras planas compostas abaixo, o baricentro posicionando os eixos nas figuras: a) http://www.cruzeirodosulvirtual.com.br mailto:suporteead@cruzeirodosul.edu.br 10 www.cruzeirodosulvirtual.com.br Campus Liberdade CEP 01506 000 R. Galvão Bueno, 868 T F 55 11 3385 3019 / 3385 3039 São Paulo SP Brasil suporteead@cruzeirodosul.edu.br b) c) http://www.cruzeirodosulvirtual.com.br mailto:suporteead@cruzeirodosul.edu.br 11 www.cruzeirodosulvirtual.com.br Campus Liberdade CEP 01506 000 R. Galvão Bueno, 868 T F 55 11 3385 3019 / 3385 3039 São Paulo SP Brasil suporteead@cruzeirodosul.edu.br d) http://www.cruzeirodosulvirtual.com.br mailto:suporteead@cruzeirodosul.edu.br 12 www.cruzeirodosulvirtual.com.br Campus Liberdade CEP 01506 000 R. Galvão Bueno, 868 T F 55 11 3385 3019 / 3385 3039 São Paulo SP Brasil suporteead@cruzeirodosul.edu.br http://www.cruzeirodosulvirtual.com.br mailto:suporteead@cruzeirodosul.edu.br