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Duas barras de mesmo comprimento são fixadas lado a lado entre duas paredes rígidas. A primeira barra tem área A1​ e módulo de elasticidade E1​; a segunda, A2​ e E2​. Uma carga axial P é aplicada no centro entre as duas. Sabendo que a deformação nas barras deve ser igual, qual é a expressão correta para determinar a força F1​ na primeira barra?
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Santos

anteontem

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anteontem

Para determinar a força \( F_1 \) na primeira barra, considerando que a deformação nas duas barras deve ser igual, podemos usar a relação entre força, área, módulo de elasticidade e deformação. A deformação (\( \epsilon \)) em cada barra é dada por: \[ \epsilon = \frac{F}{A \cdot E} \] Como as deformações são iguais, temos: \[ \frac{F_1}{A_1 \cdot E_1} = \frac{F_2}{A_2 \cdot E_2} \] Sabendo que a carga total \( P \) é a soma das forças nas duas barras (\( P = F_1 + F_2 \)), podemos expressar \( F_2 \) em termos de \( F_1 \): \[ F_2 = P - F_1 \] Substituindo \( F_2 \) na equação de deformação, obtemos: \[ \frac{F_1}{A_1 \cdot E_1} = \frac{P - F_1}{A_2 \cdot E_2} \] Agora, podemos resolver essa equação para encontrar a expressão de \( F_1 \): \[ F_1 \cdot A_2 \cdot E_2 = (P - F_1) \cdot A_1 \cdot E_1 \] Rearranjando a equação, temos: \[ F_1 \cdot A_2 \cdot E_2 + F_1 \cdot A_1 \cdot E_1 = P \cdot A_1 \cdot E_1 \] \[ F_1 (A_2 \cdot E_2 + A_1 \cdot E_1) = P \cdot A_1 \cdot E_1 \] Finalmente, isolando \( F_1 \): \[ F_1 = \frac{P \cdot A_1 \cdot E_1}{A_2 \cdot E_2 + A_1 \cdot E_1} \] Essa é a expressão correta para determinar a força \( F_1 \) na primeira barra.

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