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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Centro Foz do Itajaí Engenharia de Petróleo Programa da Disciplina: ESTÁTICA Semestre: 2017/01 LISTA DE EXERCÍCIOS 01 01) O cabo de reboque exerce uma força P = 4 kN na extremidade da lança do guindaste de 20 m de comprimento. Se x = 25 m, determine a posição 𝜃 da lança para que essa força crie um momento máximo em relação ao ponto O. Qual é esse momento? 02) Para acomodar a subida e descida da maré, uma ponte de pedestres entre um cais e um flutuador é sustentada por dois roletes, como mostrado. Se o centro de massa de ponte de 300 kg está em G, calcule a força trativa T no cabo horizontal que está preso ao gancho e ache a força no rolete em A. 03) O cabo BC suporta uma força trativa de 750 N. (a) Escreva a força trativa como uma força T atuando no ponto B em termos dos vetores unitários i, j e k. (b) Substitua a força trativa T que o cabo exerce no ponto B por um sistema força-binário no ponto O. (o cotovelo em A forma um ângulo reto) UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Centro Foz do Itajaí Engenharia de Petróleo Programa da Disciplina: ESTÁTICA Semestre: 2017/01 04) Determine a intensidade do momento produzido pela força F = 200 N em relação ao eixo da dobradiça (o eixo x) da porta. 05) Substitua o sistema de forças que age sobre a estrutura por uma força resultante equivalente e determina onde a linha de ação da resultante intercepta o membro BC medida a partir do ponto B. 06) Dois binários agem sobre a estrutura. Se d = 1,2 m, determine o momento de binário resultante Calcule o resultado decompondo cada força em componentes x e y e (a) encontrando o momento de cada binário e (b) somando os momentos de todas as componentes de força em relação ao ponto B. UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Centro Foz do Itajaí Engenharia de Petróleo Programa da Disciplina: ESTÁTICA Semestre: 2017/01 07) Substitua o sistema de forças e os binários que agem sobre a estrutura por uma força resultante equivalente e especifique onde a linha de ação da resultante intercepta o membro BC medida a partir de B. 08) Represente por uma única força R, em A, e por um momento M a resultante do sistema de forças atuando em um conjunto de tubos. 09) A grua é sustentada por um pino em C e um cabo AB. O cabo pode suportar uma tração máxima de 40 kN. Se uma carga possui uma massa de 2 Mg com seu centro de massa localizado em G, determine sua distância máxima permitida de x e as componentes horizontal e vertical da reação em C. UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Centro Foz do Itajaí Engenharia de Petróleo Programa da Disciplina: ESTÁTICA Semestre: 2017/01 10) Ao cavar um pequeno buraco antes de plantar uma árvore, uma pessoa encontra algumas pedras. Se ela exerce uma força horizontal de 225 N na alavanca, como mostrado, qual é a força horizontal exercida na pedra C? Note que uma pequena reentrância na pedra C suporta uma força de reação vertical nesse ponto. Despreze o atrito em B. Considere o peso da alavanca sendo 18 kg. 11) O poste uniforme com 15 m de comprimento tem uma massa de 150 kg e está apoiado em suas extremidades lisas contra as paredes verticais e sustentado pela força trativa T do cabo vertical. Calcule as reações em A e B. 12) A colocação de um bloco sob a cabeça de um martelo, como mostrado, facilita muito a extração do prego. Se um puxão de 200 N no cabo do martelo for necessário para puxar o prego, calcule a força trativa T no prego e o módulo A da força exercida pela cabeça do martelo no bloco. As superfícies de contato em A são suficientemente ásperas para prevenir escorregamento. UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Centro Foz do Itajaí Engenharia de Petróleo Programa da Disciplina: ESTÁTICA Semestre: 2017/01 13) Determine as componentes horizontal e vertical da reação no pino A e a reação no colar liso B sobre a barra. 14) Se a tração desenvolvida em cada um dos quatro fios não pode exceder 600 N, determine a maior massa do candelabro que pode ser suportada. 15) Determine o comprimento não deformado da mola AC se uma força P = 400 N torna o ângulo 𝜃 = 60º para o equilíbrio. A corda AB tem 0,6 m de extensão. Considere k = 850 N/m. UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Centro Foz do Itajaí Engenharia de Petróleo Programa da Disciplina: ESTÁTICA Semestre: 2017/01 16) Determine o peso máximo do balde que o sistema de fios pode suportar, de modo que nenhum fio desenvolva uma ração maior que 0,5 kN. 17) Determine a altura d do cabo AB, de modo que a força dos cabos AD e AC sejam a metade da força no cabo AB. Qual a força em cada cabo para esse caso? O vaso de plana tem uma massa de 50 kg. 18) Se a ração máxima permitida nos cabos AB e AC é 2500 N, determine a altura máxima z à qual a caixa de 100 kg pode ser elevada. Qual força horizontal F deve ser aplicada? Considere y = 2,4 m. UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Centro Foz do Itajaí Engenharia de Petróleo Programa da Disciplina: ESTÁTICA Semestre: 2017/01 19) Uma força de 200 N é aplicada à manivela do guincho na direção mostrada. O mancal A suporta o empuxo (a força na direção do eixo da barra), enquanto o mancal B suporta apenas a carga radial (carga normal ao eixo da barra). Determine a massa “m” que pode ser suportada e a força radial total exercida na barra por cada mancal. Considere que nenhum dos mancais é capaz de suportar momento em relação a linha normal ao eixo da barra. 20) A porta retangular de acesso com 25 kg é mantida na posição aberta, a 90º, pelo apoio simples CD. Determine a força F no apoio e o módulo da força normal ao eixo de abertura AB em cada uma das pequenas dobradiças A e B. 21) Um cartaz de 1,50 x 2,40, de densidade uniforme, pesa 1350 N e está vinculado por uma junta esférica em A e por dois cabos. Determine a força de tração em cada cabo e a reação em A. (As dimensões são dadas em metros) UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA Centro Foz do Itajaí Engenharia de Petróleo Programa da Disciplina: ESTÁTICA Semestre: 2017/01 22) A tampa homogênea de um conduto de raio r = 240 mm e massa 30 kg é mantida na posição horizontal pelo cabo CD. Supondo que o mancal em B não exerça qualquer empuxo axial (força na direção do eixo da barra), determine a força de tração no cabo e as componentes das reações em A e B.