Resistência dos Materiais Avançado (7.5)

7.5) Se as viga de abas largas for submetida a um cisalhamento V= 125 KN, determine a tensão de cisalhamento a qual a alma da viga resistirá.

Resolução:
Ix = 222135416,66 mm⁴
Ms = 125 . 25  . 62,5 + 200 . 25 . 137,5
Ms = 882812,5 mm³

Resistência dos Materiais Avançado (7.3)

7.30) A viga é composta por três peças de plástico coladas nas linhas de junção A e B. Se for submetida ao carregamento mostrado na figura, determine a tensão de cisalhamento a qual resiste a aba superior da viga na seção crítica. Os apoios em C e D exercem somente reações verticais sobre a viga.

Resolução:

Ra=Rb= (3 x 2,5) /2 = 3,75 KN

At = 10000 m²
Cg = 150 mm
Ix = 350 x 10⁶ mm⁴
b = 50 mm

Ms = 50 mm . 200 mm . 125 mm = 1,25 x 10⁶ mm³

Resistência dos Materiais Avançado (7.16)

7.16) A viga T está sujeita ao carregamento mostrado na figura. Determine a tensão de cisalhamento transversal máxima na seção crítica da viga.

Resolução

-20 . 2 - 8 . 3 . 5,5 + Rb . 7= 0
Rb = 24,57 KN

Ra + 24,57 - 20 - 8 .3 = 0
Ra = 19,43 KN

Cg = 80 mm
Ix = 5333333,34 mm⁴

∑Ma = 0
-20 . 2 - 8. 3 . (4+ 1,5) + Rb . 7 = 0
Rb = 24,57 KN

∑Fy = 0
Ra + 24,57 - 20 - 8 . 3 = 0
Ra = 19,43 KN

Msx = 80 . 20 . 40 = 6400 mm³

Matemática Discreta

1) Prove, por indução matemática as seguintes fórmulas.

h) 2 + 4 + 6 + ... + 2n = n(n+1)

Solução :

a) p/ n=1

(2.1 -1)² = (1 . 1 . (2.1-1)(2.1+1))/ 3
1 = 1 Ok é valida

p/ n= k+1
2(k+1-1)² = (k+1)(2(k+1-1)) (2(k+1+1)) / 3
2(k+1-1)² = 1/3 k(2k-1) ( 2k+1) + (2k+1)²
(k+1)(2k+1)(2k+3) 1/3  = 1/3 (k+1) + (2k+1)(2k+3)

.
.
.
.

2) Mostre que a soma dos cubos de três números naturais consecutivos é sempre divisível por 3 : SUGESTÃO : Considere a sentença aberta.

P(n) : 1 + 2 + 3 + ... + n = n³  + (n + 1)³  + (n + 2)³

Mostre por indução que a sentença é divisível por 3 para todo n natural.

Solução:
P(n) : 1 + 2 + 3 + ... + n = n³  + (n + 1)³  + (n + 2)^{3
p/ n= k+1
P(n) : 1 + 2 + 3 + ... + k+1 = (k+1)3  + (k+1 + 1)3  + (k+1 + 2)3}
P(n) : 1 + 2 + 3 + ... + k+1 = (k+1)³  + (k+2)³  + (k+3)^{3
P(n) : 1 + 2 + 3 + ... + k+1 = k3  +  3k2}+ 3k +1 + ^{k3  +  6k2}+ 12k + 8 + ^{k3  +  9k2}+ 27k + 27
^{P(n) : 1 + 2 + 3 + ... + k+1 = 3k3  +  18k2}+ 42k +36   

Logo é divisível por 3

3) Dada a sentença aberta em naturais.

Mostre que : Qualquer que seja n natural, se P(n) é verdadeira, então P(n+1) é verdadeira:

Resolução:

4) Sejam as proposições P: "Está chovendo", Q: "O sol está brilhando" e R: "Há nuvens no céu". Traduza as seguintes sentenças para a notação lógica.

a) "Choverá se o sol brilhar ou se o céu estiver com nuvens".

b) "Se está chovendo, então há nuvens no céu."

c) "O sol brilha quando e apenas quando o céu fica com nuvens."

Resolução:

a) (P --> Q) v R "Se chover o sol brilhará e o ceu está com nuvens"

b) ~ P <--> R "Não está chovendo, logo há nuvem no céu

c) ^ P < -- > R "O sol está brilhando, se somente se quando há nuvens no céu"



5) Utilizando o exercício anterior, determine os significados para as proposições.

a) (P ^Q) --> R

b) ~P <--> (Q v R)

c) ~(P v Q) ^ R

Resolução:

a) Se está chovendo ou o sol brilha, então há nuvens no céu

b) Não é verdade que está chovendo se somente se o sol brilhar, ou há nuvens no céu.

c) Não é verdade que está chovendo ou o sol brilha e há nuvens no céu


6) Sabendo que a proposição p é verdadeira encontre a tabela verdade da proposição abaixo:
(Q >-P) < - > (P^Q ) - > P -> Q)

Resolução:

RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS AVANÇADO

7.46) Pregos com resistência ao cisalhamento total de 40 N são usados em uma viga. Se os pregos forem espaçados de 9 cm, determine a força vertical que pode ser suportado de modo que os elementos de fixação não falhem.

Solução:

Ix = (30 * 5³ /(12) + 150 * 22,5² ) 2 + (40 * 250³ /(12))
Ix = 205833,33 cm⁴
Ix = 137711588.54 cm⁴


Fp = q . s
40 N = q . 9cm
q = 40/9 N/cm

MSc = (75 . 25 . 73,44) + 40 . 250 . 48,44  = 622100 mm³ = 622,1  cm³

q = (Q . V) / Ix  

40 / 9 N/cm = (622,1 cm³ . V) / 13771,1588.54 cm⁴
V = 98,34 KN

PRODUTO DE UMA MATRIZ 3 X 3

PRODUTO DE UMA MATRIZ 3 X 3 " Linguagem C++ "

#include <stdio.h>

int main ()
{Int Linha, Coluna, i, somaprod;
  int MATa [3] [3] = {{1,2,3}, {4,5,6}, {7,8,9}};
  int MatB [3] [3] = {{1,1,0}, {0,1,2}, {4,0,1}};
  int MATC [3] [3];

  for (Linha = 0; Linha <3; Linha ++)
for (Coluna = 0; Coluna <3; Coluna ++) {
      somaprod = 0;
      for (i = 0; i <3; i ++) somaprod + = Mata [Linha] [i] * MatB [i] [Coluna];
      MATC [Linha] [Coluna] = somaprod;
    }
 
  for (Linha = 0; Linha <3; Linha ++) {
    for (Coluna = 0; Coluna <3; Coluna ++)
      printf ( "% 3d", MATC [Linha] [Coluna]);
    printf ( "\ n");
  }
  system ( "PAUSE");    
  return 0;
}

ALGEBRA LINEAR

1) Seja a matriz A= | sin(x)       cos(x) |  , então seu determinante é igual a -1.
                             | cos(x)    - sin (x) |

Solução:
Det = sin(x) * - sin (x) - cos(x) * cos(x)
Det = -1 VERDADEIRA

2) A matriz

é simétrica para x = ± 2.

Solução:

para x = - 2

para x = 2

FALSO, não é simétrico

2) Suponha que A ≠ 0 e AB = AC, onde A, B e C são matrizes tais que a multiplicação esteja definida.

a) B = C

Solução:

Portanto é FALSO B ≠ C

3) Verifique se a matriz A= | 4  -4 | pode ser escrita como combinação linear das matrizes.

                                        |-6  16|

A1= | 1   2 |

       |3    4 |

A2 = | -1  2 |

        |  3  -4|

A3 = | 1  -2 |

        |-3   4 |

Solução:

A= x .A1 + y . A2 + z . A3

x- y +z = 4                     2x + 2y - 2z = -4

3x + 3y -3z = - 6            4x -4y + 4z = 16

(3.L1x + L2x) =>  6x = 6 => x = 1

(-2.L1y + 2Ly) =>  8z = 24 = >  z = 3

x- y +z = 4 

Substituindo os valores

1 - y + 3 = 4

- y = 0

y = 0

Substituindo todos valores no sistema

x- y +z = 4 

1 - 0 + 3 = 4

4 = 4 ok

3x + 3y -3z = - 6

3.1 - 3 .0 - 3.3 = -6

3 -9 = -6

-6 = -6 ok 

2x + 2y - 2z = -4

2.1 + 2. 0 - 2.3 = -4

2 - 6 = -4

-4 = -4 ok

4x -4y + 4z = 16

4.1 - 4.0 + 4.3 = 16

4 + 12 = 16

16 = 16 ok

Logo: é combinação linear

4) Determine k para que o sistema admita solução:

Solução:

3       -2  5

-5k    3   3            Det = 65k - 69

2      -1  -4

39    -2    5

-36    3    3            Detx  = 516

-19   -1  -4 

Det = Detx

65k - 69 = 516

65k = 585

k = 9 //

3       -2  5

-45    3   3            Det = 516

2      -1  -4

39       -2  5

-36      3   3            Detx = 516

-19    -1  -4

3       39    5

-45   -36   3            Dety = - 1548

2      -19  -4

3       -2    39    

-45     3   -36               Detz = 3096

2      -1    -19  

x= 516 / 516

x = 1

y = - 1548 / 516

y = -3

z = 3096 / 516

z = 6

ÁLGEBRA LINEAR (Subespaços Lineares)

1) Decida quais dos seguintes conjuntos geram R³

a) {(1, 3, 3), (4, 6, 4), (-2, 0, 2), (3, 3, 1)}

b) {(1, 0, 0), (0, 1, 0), (0, 0, 1)}

c) {(1, 4, 2), (0, 0, 0), (1, 1, 0), (0, 1, 1)}

d) {(26, 47, 29), (0, 0, 0), (123, 0, 489)}

Resp: Letra b: pois são 3 vetores (x, y, z)


2) Qual o subespaço gerado por S= {(1, 0, 0), (1, 1, 0), (1, 1, 1)}

Solução:

a(1, 0, 0) + b(1, 1, 0) + c(1, 1, 1) = (x , y, z)

a + b + c = x
b + c = y
c = z

c = z

b + c = y
b = y - c

a + b + c = x
a = x - y

S{(a, b,c) E R³  / a = x= y , b = y - z  e c = z)}

Dimensão  S = 3


3) Determine quais dos subconjuntos são bases de R²

a) {(1, 0), (0, 1)} É BASE: LI E GERA R²
b) {(1, 1), (0, 3)} É BASE E LI : E GERA R²
c) {(1, 0), (0, 3), (2, 5)} NÃO É BASE, POIS É LD -> R²    MAS GERA 3 VETORES
d) {(1, 2)} NÃO GERA R²
e) {(1, 1), (0, 0)}  É LD


4) Calcule uma base e a dimensão de cada um dos seguintes subespaços de cada um dos seguintes subespaços lineares.

a) S={(x, y) E R² / x + y  = 0}

b) S={(x, y, z) E R³ / x + y + 2z = 0}

c) S={(S={(x, y) E R³ / x + y + z = 0 e  x + y + 2z = 0}

d) S = {(x, y ,z , w) E R³  / x + y + z + w = 0 e   x + y + 2z = 0}

Solução:

a) x + y = 0
x = - y

S= {(-y, y), y E R }
Base = {(-1, 1)}
Dim S= 1


b) x + y + 2z = 0
x = -y - 2z

S = {(-y - 2z, y, z), y, z E R}
Base: y =1 , z = 0 e y = 0 e z = 1
Base de S = {(-1, 1, 0), (-2, 0, 1)}

Dim S = 2


c) x + y + z = 0
x + y + 2z = 0


x = -y - z
z = 0

S = {(-y -z, y, 0) onde z = 0}

S = {(-y, y, 0), y E R}

Dim S = 1
Base de S = {(-1, 1, 0)}


d) x + y + z + w = 0
x + y + 2z = 0

-z + w = 0
w = z

S = {(x, y, w, w) / y , y, z E R }  ou  S = {(x, y, z, z) / x,  y, z E R }

Base = {(1, 0, 0, 0), (0, 1, 0, 0), (0, 0, 1, 1)}
Dim S = 3 //

Algoritmo 2 C++ ("Exercício 1)

ESCREVA UM PROGRAMA EM C QUE LEIA E RECEBA 10 NÚMEROS. DETERMINE E
IMPRIMA O MAIOR DELES. (usar apenas 3 variáveis).

#include<stdio.h>

main(){
int a,b, m =0, i;
printf("DIGITE  10 NUMEROS\n");
printf ("DIGITE OS 2 PRIMEIROS NUMEROS \n");
scanf ("%d %d", &a, &b);
if (a > b){
m = a;
}else{
m =b;
}
for (i=3; i <=9; i++){
printf ("DIGITE o %d NUEMRO \n",i);
scanf ("%d", &a);
if (a > m) m = a;
}
 
   printf ("\nO MAIOR NUMERO = %d ", m);



FAÇA UM ALGORITMO QUE LEIA 5 NÚMEROS E INFORME SE ELE É ÍMPAR.

#include<stdio.h>

main(){
int a, num;

printf ("DIGITE 5 NUMEROS\n");
for (a=0; a<5; a++){
scanf ("%d", &num);
if (num%2 !=0){
printf("\nO NUMERO %d E IMPAR\n",num);

}else{
printf ("\nO NUMERO %d NAO E IMPAR\n",num);
}
}
}

Resistência dos Materiais "4-101, 4-108, 4-110, 4-113"

4-101) A barra rígida é suportado por um pino em A e dois fios de aço, cada uma com um diâmetro de 4 mm. Se o limite de elasticidade aparente para os fios é σY = 530 MPa, e Est = 200 GPa, determinar a intensidade do carga distribuída w que pode ser colocado sobre o feixe e vai fazer com que apenas fio EB para produzir. O que é deslocamento do ponto G para este caso? Para o cálculo, suponha que o aço é perfeitamente elástica de plástico.

FBE = 530 N/mm^{2  .} π . 2² mm²
FBE = 6,67 KN

FCD = 530 N/mm^{2  .} π . 2² mm²
FCD = 6,67 KN

6,67 * 0,4 + 6,67 * 0,65 - Q * 0,8 * 0,4 + Ma = 0
Ma = 21,87 KN/m

δBE= ε . L 

δBE = 0,00265 . 800 mm
δBE = 2,12 mm

δG = 4,24 mm

4-108) A barra com um diâmetro de 50 mm é fixo ligado nas suas extremidades e suporta a carga axial P. Se o material elástico é perfeitamente plástico como mostrado pelo diagrama de tensão estirpe, determinar a menor carga P necessária para provocar segmento AC para produzir. Se esta carga é liberada, determinar o deslocamento permanente do ponto C.

Fa = 140 N/mm² * π * 25² mm²  

Fa = 274,89 KN

Fb = Fa = 274,89 KN

P = Fa + Fb
P = 274,89 + 274,89
P = 549,78 KN

∑Fx = 0

274,89 + 274,89 - P = 0
P = 549,78 KN

δ = ε . L

δC = 0,001 . 900 mm
δC =  0,9 mm

δCA = 0,001 . 600 mm
δCA = 0,6 mm

∑Fx = 0

F'A + F'B - P = 0
1,5. F'B + F'B - 549,78 = 0
2,5. F'B  = 549,78
F'B = 219,91 KN

F'A + 219,91 - 549,78 = 0
F'A = 329,86

F''A = 329,86 - 274,89 = 54,97 KN
- F''B = - 219,91 - 274,89 = 54,97 KN

4-110) Um rebite de aço de 6 mm de diâmetro e com uma temperatura de 800 ° C é presa entre duas placas de modo a que pelo esta temperatura é de 50 mm de comprimento e exerce uma força de aperto de 1,25 KN entre as placas. Determine a força de fixação aproximado entre as placas quando o rebite arrefece até 5 ° C. para o cálculo, suponha que as cabeças do rebite e as placas são rígidas. Tome αst = 14 (10^-6) / ° C, Est = 200 GPa. É o resultado de uma estimativa conservadora da resposta real? Por que ou por que não?

Resistência dos Materiais " 4-74 , 4-77 , 4-79"

4-74) Um tubo de 1,8 m de comprimento vapor é feita de aço com σY = 280 MPa. Ele é conectado diretamente a duas turbinas A e B como shown. O tubo tem um diâmetro externo de 100 mm e uma espessura de parede de 6 mm. A ligação foi feita em T1 = 20 ° C. Se os pontos de fixação das turbinas são assumidos rígida, determinar a força o tubo exerce sobre as turbinas a vapor, quando e, assim, o tubo de atingir uma temperatura de T2 = 135 ° C.

100 - 6 - 6  88 mm

A1= π . 50² mm

A1 = 7853,98 mm²

A2 = π . (0,5 * (100 - 6 - 6) )² mm

A2 = 6082,12 mm²

ΔA = A1 - A2 = 1771,86 mm²

F = 489,03 KN

4-77) Os dois segmentos circulares, uma haste de alumínio e o outro de cobre, são fixos às paredes rígidas de tal forma que existe um intervalo de 0,2 mm entre eles, quando T1 = 15 ° C. O maior temperatura T2 está requerido, a fim de fechar a abertura simplesmente? Cada haste tem um diâmetro de 30 mm, αal = 24 (10^-6) / ° C, Eal = 70 GPa, αcu = 17 (10^-6) / ° C, Ecu = 126 GPa. Determine a tensão normal média em cada haste, se T2 = 95 ° C.

A= π * 150²

A= 70685,83 mm²

ΔT = 80° C

ΔL = α * (ΔT) * L)

0,2 mm = 17 X 10^-6 ° C (T - 15° C) * 100 mm + 24 X 10^-6 (T - 15° C) * 70000 N/mm²

T= 15° C + (0,2 mm / (100 mm * 100 mm + 24 X 10^-6 ° C * 200 mm))

T = 45,77° C

Δgap =  αcu⋅ (ΔT)⋅Lcu - (F⋅Lcu / Ecu⋅A) + αal⋅ (ΔT)⋅Lal - (F⋅Lal / Eal⋅A)

F= 61,95 KN

4-79) Duas barras, cada um feito de um material diferente, são ligados e colocados entre duas paredes quando o T1 = temperatura é 10 ° C. Determinar a força exercida sobre o (rígido) apoia quando a temperatura torna-se T2 = 20 ° C. As propriedades do material e área da secção transversal de cada barra é dado na figura.

Resistência dos Materiais " 6-36 , 6-38 , 6-39, 6-65"

6-36)

ΣΜB=0

2,25 + Ra * 3,6 + 0,5 * 45 * 1,8 * (1/3) = 0

Ra * 3,6 + 24,3 = 0

RA = - 7,38 KN

ΣFy=0

Rb - 7,38 - 45 * 0,5 * 1,8 = 0

Rb = 47,88 KN

6-38)

A1 = (18 - 12) * 3 )) /2 = 9 KN 

A2 = 12 * 3 = 36 KN

Rb = 9 + 36

Rb = 45 KN

Mb = 36 . 1,5 + 9 . 1

Mb = 63 KN.m

6-39) Desenhe os diagramas de cisalhamento e de momento para o feixe.

A1 = ( 400 - 200 ) * 3 )) / 2= 300 N

A2 = 200 N/m

- 300 . (6 - (3 / 3 )) - 200 . 3 . 4,5 + Rb . 6 = 0

 Rb = 700 N

Ra + 700 - 300 - (200 . 3 ) = 0

Ra = 200 N

6-65) Se o feixe no Problema abaixo tem uma secção transversal quadrada, de 150 mm X 150 mm, determine a tensão máxima de flexão na viga.

Iz = (0,15 * 0,15³ ) / 12

Iz = 4,21875 x 10^-5 m⁴

σ = (38,89 KN.m * 0,075 m) / 4,21875 x 10^-5 m⁴

σ = 69,14 MPa

VETORES E GEOMETRIA ANALÍTICA " Elipse "

Em cada um dos problemas de 1 a 10, esboçar o gráfico e determinar os vértices A1 e A2, os focos e a cdas elipses dadas.

1)

a² =  25 = 5
b² = 4 = 2

a²  =  b² + c²
25 = 4 + c²
c = √21

FOCO = C

F1 = (-√21 , 0)
F2 = (√21 , 0)

2) 25x² + 4y² = 100

a² =  25 = 5
b² = 4 = 2

a²  =  b² + c²
25 = 4 + c²
c = √21 

FOCO = C

F1 = (0 , -√21)
F2 = (0 , √21)

3) 9x² + 16y² - 144 = 0

a² =  16 = 4
b² = 9 = 3

a²  =  b² + c²
16 = 9 + c²
c = √7 

FOCO = C

F1 = (-√7 , 0)
F2 = (√7 , 0)

4) 9x² + 5y² - 45 = 0

a² =  9 = 3
b² = 5 = √5

a²  =  b² + c²
9 = 5 + c²
c = 2

FOCO = C

F1 = ( 0 , -2)

F2 = ( 0 , 2)

5) x² + 25y²  = 25

a² =  25 = 5
b² = 1 = 1

a²  =  b² + c²
25 = 1 + c²
c = √24

FOCO = C

F1 = ( -√24, 0 )

F2 = (√24, 0 )