Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

22
Profa. Salete Souza de Oliveira Home: http://www.professores.uff.br/salete Bibliografia Básica 1. BEER & JOHNSTON – Mecânica Vetorial para Engenheiros – Estática 3. R. C. HIBBELER – Estática – Mecânica para Engenharia Universidade Federal Fluminense - UFF Escola de Engenharia de Volta Redonda – EEIMVR Departamento de Ciências Exatas Universidade Federal Fluminense - UFF Escola de Engenharia de Volta Redonda – EEIMVR Departamento de Ciências Exatas Universidade Federal Fluminense - UFF Escola de Engenharia de Volta Redonda – EEIMVR Departamento de Ciências Exatas Profa. Salete Souza de Oliveira Home: http://www.professores.uff.br/salete Bibliografia Básica 1. BEER & JOHNSTON – Mecânica Vetorial para Engenheiros – Estática 3. R. C. HIBBELER – Estática – Mecânica para Engenharia Capítulo II Vetores Força Universidade Federal Fluminense - UFF Escola de Engenharia de Volta Redonda – EEIMVR Departamento de Ciências Exatas Universidade Federal Fluminense - UFF Escola de Engenharia de Volta Redonda – EEIMVR Departamento de Ciências Exatas

Transcript of Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

Page 1: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

Profa. Salete Souza de OliveiraHome: http://www.professores.uff.br/salete

Bibliografia Básica

1. BEER & JOHNSTON – Mecânica Vetorial para Engenheiros –Estática3. R. C. HIBBELER – Estática – Mecânica para Engenharia

Universidade Federal Fluminense - UFFEscola de Engenharia de Volta Redonda – EEIMVR

Departamento de Ciências Exatas

Universidade Federal Fluminense - UFFEscola de Engenharia de Volta Redonda – EEIMVR

Departamento de Ciências Exatas

Universidade Federal Fluminense - UFFEscola de Engenharia de Volta Redonda – EEIMVR

Departamento de Ciências Exatas

Profa. Salete Souza de OliveiraHome: http://www.professores.uff.br/salete

Bibliografia Básica

1. BEER & JOHNSTON – Mecânica Vetorial para Engenheiros –Estática3. R. C. HIBBELER – Estática – Mecânica para Engenharia

Capítulo IIVetores Força

Universidade Federal Fluminense - UFFEscola de Engenharia de Volta Redonda – EEIMVR

Departamento de Ciências Exatas

Universidade Federal Fluminense - UFFEscola de Engenharia de Volta Redonda – EEIMVR

Departamento de Ciências Exatas

Page 2: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

Equilíbrio do Ponto Material

2.1 – Escalares e Vetores

Escalar: É um número positivo ounegativo. Ex: Massa e Volume.

Vetor: É uma quantidade que tem grandeza, direção e sentido. Ex: Posição, força e momento.

1- Forças2- Componentes Cartesianas3- Forças Concorrentes4- Equilíbrio de um Ponto Material

Figura 2.1- Forças em torres de comunicação

Figura 2.2

Page 3: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

2.2 – Operações Vetoriais

Multiplicação e Divisão de um Vetor por um Escalar

Figura 2.3

Figura 2.4

Adição Vetorial

Figura 2.5

Page 4: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

Adição Vetorial

Figura 2.6

Subtração Vetorial )(´ BABAR −−−−++++====−−−−====

Figura 2.7

Page 5: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

Figura 2.8

Decomposição de Vetores – Lei do Paralelogramo

Decomposição de Vetores

Figura 2.9

Page 6: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

������ ��

Lei dos Senos

Ex 1: O parafuso tipo gancho da Figura 2.11 está sujeito a duas forças F1 e F2. Determine a intensidade (Módulo) e a direção da força resultante

������ ��

Page 7: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

������ ���

Ex 2: Decomponha a força de 200 lb que atua sobre o tubo (Fig. 2.12.a) em componentes nasdireções (a) x e y (b) x´e y

Page 8: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

������ ���

Ex 3: O anel mostrado na Figura 2.13.a está submetido a duas forças F1 e F2. Se for necessário que a força resultante tenha intensidade de 1 kN e seja orientada verticalmentepara baixo, determine (a) intensidade de F1 e F2, desde que �=30º, e (b) as intensidades de F1e F2, se F2 for mínima

Page 9: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

Ex 3: Se F1 =F2 = 30 lb, determine os ângulos � e ø, de modo que a força resultante seja orientada ao longo do eixo x positivo e tenha intensidade FR= 20 lb

Page 10: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

Ex 4: A caminhonete deve ser rebocada usando-se duas cordas. Se a força resultante for de 950 N, orientada ao longo do eixo x positivo, determine as intensidades das forças FA e FB queatuam em cada corda e o ângulo � de FB, de modo que a intensidade de FB seja mínima. FA atua com 20º a partir do eixo x, como mostra a Figura.

Resolver os exercícios do Hibbeler 2.8, 2.12, 2.13, 2.17, 2.18, 2.26

Page 11: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

������������������������ ������������������� ����� ����� ����� �� ����������������������������������������������������������������������������

x yF F F= += += += + ' ' 'x yF F F= += += += +

�� ��� ��� ��� ������������� �� ������� ������� ������� �����

�� ��� ��� ��� ������������� ����������������������������

x yF F i F j= +�� � �

( ),x yF F F=��

( )' ' 'x yF F i F j= + −

�� � �

������ ���

Page 12: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

���� �� ����� �� ����� �� ����� �� �����������������������������������������������������������������������������

1 2 31 1 2 2 3 3x y x y x yF F F F F F= + = − + = −��� � � ��� � � ��� � �F i j F i j F i j

( ) ( ) ( ) ( )1 2 3 1 1 2 2 3 3

1 2 3 1 2 3

R x y x y x y

x x x y y y Rx Ry

F F F F F F

F F F F F F F F

= + + = + − + + −

= − + + + − = +

��� ��� ��� � � � � � �

� � � �

F F F F i j i j i j

i j i j

�� ���� ���� ���� �� ���� �� ����� �� ����� �� ����� �� �

������ ��

Page 13: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

���� �� ����� �� ����� �� ����� �� �����������������������������������������������������������������������������

Rx x

Ry y

F F

F F

=

=�

2 2FR Rx RyF F= +

1 Ry

Rx

Ftg

Fθ −=�������������������� ����������������������������������������

�������������������� ���� �� ����� �� ����� �� ����� �� �������������������������������������������������

������ ���

Page 14: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

����������������������������������������

! �� ���������������� �������"����#��������$%%���&

'! ���� ()%%����*('%�+��� ���������� ��������������������+������������� ������ �!,��-���+������ �������������.+����#��������� �� ������ �/��#������0��� �������������� �&

Page 15: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

����������������������������������������

)! ��� �/��#��������������� ���0��� ������������� ������1����#��������� �� ����������(%(%(%(%&����������������������� ��� �2�����3%

� ����'+������� ����+��� ���������� ������������������� ����) ����������� ��������� ������4�����*

5��������6������2��������2������7������� '&)8+�'&)$+'&89���'&:;

2 1

1F F

2=

����������������������������������������

)! ��� �/��#��������������� ���0��� ������������� ������1����#��������� �� ����������(%(%(%(%&�����'( <'� ��� ��� �2�����3%

� ����'+������� ����+��� ���������� ������������������� ����) ����������� ��������� ������4�����*

Page 16: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

�� �������� ��������� �������� ��������� �������� ��������� �������� �������

��� ��������� ��������� ��������� ����������������������������������������������= ���1����������������= ���1����������������= ���1����������������= ���1����������������>�������� �>�������� �>�������� �>�������� �

������� ���������� ���������� ���������� ����� �������������2� ���� �������������2� ���� �������������2� ���� �������������2� ��

�(��(��(��(�����?�?�?�?�����""""?��?��?��?��1111

������ ���

Page 17: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

�������������������@�������@�������@�������@����>����>����>����>����AAAA���+��������+��������+��������+��������������������������������� ��������� ������������ ������������ ������������ ����������������������B��� �����B��� �����B��� �����B��� ��>����>����>����>����AAAA���+������������+������������+������������+��������������������� ��������� ���������� ��������� ���������� ��������� ���������� ��������� ��������� ������ �������������� ������ �������������� ������ �������������� ������ �������

Vetores Unitarios ou versor

������ ���

Page 18: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

@� ����������������@� ����������������@� ����������������@� ����������������������������� ������ ��������������� ������ ��������������� ������ ��������������� ������ ������

2 2 2x y zA A A A= + +

yx zAA A

cos cos cosA A A

α β γ= = =

����������� ��������������� ��������������� ��������������� ����

������ ���

Page 19: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

��� ������������ ������������ ������������ ������������������������� ��������������� ��������������� ��������������� ���6�C��,�������6�C��,�������6�C��,�������6�C��,���������������������#������������#������������#������������#�������������������������������� �&�������������� �&�������������� �&�������������� �&

5�� ��>� �����5�� ��>� �����5�� ��>� �����5�� ��>� �����6���� ������#��6���� ������#��6���� ������#��6���� ������#������������������ �������������� �������������� �������������� ������----������������ �� ��������������� �� ��������������� �� ��������������� �� ���!!!! >>>>DDDD ����� ����� ����� �����E������� ����E������� ����E������� ����E������� ����F�C�������������F�C�������������F�C�������������F�C�������������������������������������������������������������������������������������G��G��G��G��!!!! >>>>DDDD ��������������� ��� ��������������� ��� ��������������� ��� ��������������� ���

����������������������������������������

! B����������� ������������������������,�����������#��������':%����������������+������� ����&�������������� ����2� ������ ������

Page 20: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

'! B� ������� ������� ������� ���H�� ������#��������9%��&��� ��������4��������������������������������I �������������#���������2� ������ ������&

5��������6�'&9$+�'&93

Page 21: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

�� ���5����� ���5����� ���5����� ���5��������������� ����&�J ��#�����������2� ���#����0��������1������ ������������������������� ��

( ) ( ) ( )r i j kB A B A B Ax x y y z z= − + − + − ������ ���

Page 22: Vetores Força - Universidade Federal Fluminense

��&��������������������������D ��������� ������ ���������������K&������#��������������������,������#����(�:%%���(�:%%���(�:%%���(�:%%��+�������������� ����2� ������ ������