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O Método da Rotação-Flecha, também conhecido como Método da Viga Conjugada, é um método clássico usado na engenharia civil para analisar a deformação de vigas sob carregamento. Esta técnica nos permite calcular a quantidade de flexão que uma viga experimentará quando for submetida a uma determinada carga. Com base nisso, considere o cenário onde uma viga biapoiada com um vão de 6 metros, carregada uniformemente com carga distribuída de 2 kN/m.
Utilizando o Método da Rotação-Flecha (Método da Viga Conjugada) e sabendo que o módulo de elasticidade (E) do material da viga é 200 GPa e o momento de inércia (I) é 0,0003 m^4, a flecha máxima que a viga irá sofrer devido à carga distribuída é de:
0,0270 m
0,0216 m
0,0144 m
0,0180 m
0,0240 m
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Allan Borba

há 2 meses

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Allan Borba

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

Para calcular a flecha máxima de uma viga biapoiada sob carga distribuída, podemos usar a fórmula: \[ \delta_{max} = \frac{5qL^4}{384EI} \] onde: - \( \delta_{max} \) é a flecha máxima, - \( q \) é a carga distribuída (2 kN/m = 2000 N/m), - \( L \) é o vão da viga (6 m), - \( E \) é o módulo de elasticidade (200 GPa = \( 200 \times 10^9 \) N/m²), - \( I \) é o momento de inércia (0,0003 m⁴). Substituindo os valores na fórmula: \[ \delta_{max} = \frac{5 \times 2000 \times 6^4}{384 \times 200 \times 10^9 \times 0,0003} \] Calculando passo a passo: 1. \( 6^4 = 1296 \) 2. \( 5 \times 2000 \times 1296 = 12960000 \) 3. \( 384 \times 200 \times 10^9 \times 0,0003 = 23040000 \) 4. Agora, dividindo: \[ \delta_{max} = \frac{12960000}{23040000} \approx 0,0056 \text{ m} = 5,6 \text{ mm} \] Agora, convertendo para metros, temos 0,0056 m. Nenhuma das opções apresentadas corresponde a esse valor. Parece que houve um erro nos cálculos ou nas opções fornecidas. Você pode verificar os dados ou as opções novamente?

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CRISTIANO RAFAEL BRETTAS

há 2 meses

A flecha correta, com os dados que você deu, não bate com nenhuma das alternativas. Vamos direto ao cálculo.

Dados

  • Viga biapoiada
  • Vão: L=6 mL = 6\ \text{m}
  • L=6 m
  • Carga distribuída: w=2 kN/m=2000 N/mw = 2\ \text{kN/m} = 2000\ \text{N/m}
  • w=2 kN/m=2000 N/m
  • Módulo de elasticidade: E=200 GPa=200×109 PaE = 200\ \text{GPa} = 200 \times 10^{9}\ \text{Pa}
  • E=200 GPa=200×109
  •  Pa
  • Momento de inércia: I=0,0003 m4=3×10−4 m4I = 0{,}0003\ \text{m}^4 = 3 \times 10^{-4}\ \text{m}^4
  • I=0,0003 m4
  • =3×10−4
  •  m4

Para viga biapoiada com carga uniformemente distribuída:


δmax⁡=5wL4384EI\delta_{\max} = \frac{5 w L^4}{384 E I}

δmax

​=384EI

5wL4

Cálculo:

  • L4=64=1296L^4 = 6^4 = 1296
  • L4
  • =64
  • =1296
  • Numerador:

  • 5⋅2000⋅1296=12 960 0005 \cdot 2000 \cdot 1296 = 12\,960\,000
  • 5⋅2000⋅1296=12960000
  • Denominador:

  • 384⋅200×109⋅0,0003=384⋅60×106=2,304×1010384 \cdot 200 \times 10^{9} \cdot 0{,}0003 = 384 \cdot 60 \times 10^{6} = 2{,}304 \times 10^{10}
  • 384⋅200×109
  • ⋅0,0003=384⋅60×106
  • =2,304×1010

Então:


δmax⁡=12 960 0002,304×1010=5,625×10−4 m\delta_{\max} = \frac{12\,960\,000}{2{,}304 \times 10^{10}} = 5{,}625 \times 10^{-4}\ \text{m}

δmax

​=2,304×1010

12960000

​=5,625×10−4

 m

δmax⁡≈0,00056 m ≈ 0,56 mm\boxed{\delta_{\max} \approx 0{,}00056\ \text{m} \;\approx\ 0{,}56\ \text{mm}}

δmax

​≈0,00056 m≈ 0,56 mm

Conclusão frente às alternativas

Alternativas:

  • 0,0216 m
  • 0,0144 m
  • 0,0270 m
  • 0,0180 m
  • 0,0240 m

Todas são da ordem de centímetros, enquanto o resultado correto, com E=200 GPaE = 200\ \text{GPa}

E=200 GPa e I=0,0003 m4I = 0{,}0003\ \text{m}^4

I=0,0003 m4

, é da ordem de meio milímetro.

? Portanto, com o enunciado exatamente como está, a flecha máxima é aproximadamente 0,00056 m0{,}00056\ \text{m}

0,00056 m e nenhuma das alternativas é correta.

Se o gabarito trouxer, por exemplo, 0,0216 m, isso implicaria um II

I muito menor (≈ 7,8×10−6 m47{,}8 \times 10^{-6}\ \text{m}^4

7,8×10−6

 m4

), ou seja, provavelmente há erro de dado (especialmente em II

I) ou de casas decimais no problema.

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