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4142426 Ano: 2025
Disciplina: Engenharia Mecânica
Banca: ITA
Orgão: ITA
Provas:

Compósitos de fibra de carbono e ligas de alumínio, por serem leves, são tipicamente utilizados em suportes para estruturas em energia solar e eólica. Deseja-se projetar uma haste leve que deve atender uma restrição de deflexão máxima \( \delta \le \delta_0 \) sob carregamento de flexão. Considere uma viga de seção retangular (largura b, espessura t) e comprimento L. Use a fórmula da deflexão para apoio simples com carga central F (três pontos) — relação clássica dada por:

 

\( \delta = \dfrac{F L^3}{48 E I} \)

 

onde, E = módulo de Young (módulo de elasticidade) do material (Pa = N·m²) e I = momento de inércia da seção (m&sup4;). Considerando a seção retangular de largura b e espessura t (geometria livre, mas constante ao longo do comprimento L), o momento de inércia é dado por: \( I = \dfrac{b t^3}{12} \)

 

A massa da viga é \( m = \rho b t L \), onde \( \rho \) = densidade do material (kg·m³).

 

Para uma hipótese prática que a seção mantém proporção geométrica (razão de aspecto) fixa \( b = \alpha t \), com \( \alpha \) adimensional (por exemplo \( \alpha = 3 \) em muitas vigas retangulares), a dependência da massa da viga com E e \( \rho \) impondo a restrição de rigidez é proporcional à:

 

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Tecnologista - TL-17

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