Forças e tensões

FORÇAS E TENSÕES

1. FORÇAS E TENSÕES
Força é o agente capaz de alterar o módulo ou a direção da velocidade de um corpo; todo agente capaz de atribuir uma aceleração a um corpo.
Cálculo dos carregamentos nas estruturas:
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Barras
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Considerando a estrutura da Figura 1 que consiste em barras AB e BC, nos propomos a verificar se esta estrutura pode suportar com segurança a carga de 30 kN, aplicada ao ponto B.
Do nosso conhecimento de estática, deduzimos que as barras AB e BC estão sob a ação de duas forças iguais e de sentido contrário, atuando na direção do eixo da barra, aplicadas em cada uma das extremidades FAB e F’AB de módulo FAB’ e FBC e FBC’ de módulo FBC (Figura 2).

Fx = 0

Fy = 0

MA = 0

Figura 1

Figura 2

Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo
Resistência de Materiais - Prof. Titular Holmer Savastano Jr.

Seja, por exemplo, uma barra cilíndrica de seção transversal S submetida a uma força de tração
F. É evidente que uma outra barra de seção transversal maior (por exemplo, 2S), submetida à mesma força F, trabalha em condições menos severas do que a primeira. Isto sugere a necessidade de definição de uma grandeza que tenha relação com força e área, de forma que os esforços possam ser comparados e caracterizados para os mais diversos materiais.
Tensão é a grandeza física definida pela força atuante em uma superfície e a área dessa superfície. Ou seja, tensão = força / área.
Pela definição, a unidade de tensão tem a mesma dimensão de pressão mecânica e, no Sistema
Internacional, a unidade básica é a mesma: Pascal (Pa) ou Newton por metro quadrado (N/m2).

Figura 3. (a) e (b)

Na Figura 3 (a) uma barra de seção transversal A é tracionada por uma força P. Supondo uma distribuição uniforme de tensões no corte hipotético exibido, a tensão A, transversal ao corte é dada por: σ

P/A

Fórmula 1)

Observação: no caso de barras lisas tracionadas, as tensões