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Questão 8

IME 2020
Física

[IME - 2020/2021 - 2ª fase]

Uma estrutura rígida (treliça), formada por barras de aço, encontra-se suspensa pelos pinos A e B, conforme mostrado na figura. Sabe-se que o pino A impede os movimentos vertical e horizontal e que o pino B impede o movimento horizontal. No ponto E é aplicada uma força T na direção vertical e no ponto C é aplicada uma força 2T na direção horizontal. Desprezando o peso próprio da estrutura, calcule, em função de T, as:

a) reações nos apoios A e B; e 

b) forças que agem nas três barras que partem do ponto D.

Gabarito:

Resolução:

a) - Do diagrama de forças, temos que:

sum_{}^{} Fx= 0    e     sum_{}^{} Fy= 0

Nesse caso então temos:

Dessa forma temos:

Eixo x:

Ax+Bx=2T

Eixo y:

Ay=T

Olhando o torque no ponto B

T_{ax} - T_c+T_E=0 Rightarrow A_x.d_a +T.d_T=2T.d_{2T}

AX.2L +2T.L =T4L Rightarrow A_x =-T (esquerda) 

-T+B_x=2T Rightarrow B_x=3T  (direita)

b) Usando o método dos nós temos:

sum F_y =0 Rightarrow F_{CE}  sen(alpha)=T Rightarrow F_{CE}=T sqrt{5}

No caso do eixo x:

\ sum F_x =0 Rightarrow -F_{CE}  cos(alpha) -F_{DE}=0 Rightarrow T sqrt{5} frac{2 sqrt 5}{5} -F_{DE}=0\ \ F_{DE}=-2T

No nó D

Como não há outra força no eixo Y então Fcd=0

Na horizontal, para que haja equilíbrio temos Fbd =Fde =-2T

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