Mecânica para Engenharia
2024/1 - Turma 0511
Ementa
Apresentação de conceitos básicos da estática: vetores, força, momento de uma força em relação a um ponto e em relação a um eixo e redução de um sistema de forças. Análise da vinculação dos sistemas estruturais: graus de liberdade e apoios. Compreensão da estática dos pontos materiais e dos corpos rígidos no plano e no espaço. Estudo da morfologia das estruturas. Classificação das estruturas quanto à estaticidade. Estudo dos sistemas de carregamento. Cálculo das solicitações internas. Estudo da geometria das massas: centro de gravidade, centro de massa, centroide de um corpo e momentos de inércia.
Competências
Compreender os princípios da mecânica e da sua aplicação à solução de problemas de engenharia.
Analisar qualquer problema da estática, utilizando princípios da Mecânica Vetorial, de modo que o cálculo vetorial seja apenas uma ferramenta conveniente.
Identificar e quantificar esforços solicitantes em estruturas isostáticas a partir dos princípios fundamentais da estática.
Objetivos
Tornar o aluno capaz de ter conhecimento do funcionamento global das estruturas em equilíbrio, dos modelos físicos adotados, das cargas atuantes e dos efeitos sobre outras estruturas.
Fornecer subsídios à análise estrutural através do cálculo de reações de apoio e dos esforços internos solicitantes em estruturas reticuladas estaticamente determinadas submetidas a cargas fixas.
Capacitar o aluno ao desenvolvimento e compreensão de métodos de análise de estruturas isostáticas correntes na Engenharia Civil.
Programa
Estática dos Pontos Materiais: Forças, dinamômetro, sistemas de forças, resultante de um sistema de forças, equilibrante de um sistema de forças, decomposição de uma força, resultante de duas forças paralelas, momento de uma força.
Equilíbrio dos corpos, tipos de forças, Princípios de transposição de forças, forças no espaço, componentes cartesianas de uma força no espaço, força definida por seu módulo e dois pontos, linha de ação e adição de forças concorrentes no espaço.
Equilíbrio dos corpos rígidos: condições de equilíbrio, diagrama de corpo livre, equilíbrio em duas dimensões, tipos de vínculos, tipos de carregamento, cálculo das reações nos vínculos de uma estrutura bidimensional.
Morfologia das estruturas, vinculação e estaticidade, sistemas de carregamentos, reações externas em sistemas estruturais isostáticas externamente.
Reações externas e mútuas em sistemas estruturais com rótulas internas.
Reações externas em grelhas isostáticas apoiadas e engatadas.
Solicitações fundamentais: apresentação das solicitações e do cálculo dos esforços solicitantes em seções determinadas.
Vigas com carregamento transversal: equação dos esforços solicitantes, traçado e análise dos diagramas de esforços (momento fletor, esforço normal, esforço cortante e torção).
Pórtico Plano constituído de barras retas: equações das solicitações, traçado e análise dos diagramas de esforços.
Treliças Planas: Cálculo e interpretação dos esforços nas barras pelo processo dos NÓS.
Geometria de Massa: centro de gravidade de um corpo bidimensional, centróides de figuras compostas, momento de inércia de áreas, momento de inércia polar, teorema dos eixos paralelos ou teorema de Steiner, raio de giração.
Metodologia
A disciplina de Mecânica Para Engenharia é importante porque desenvolve saberes (conhecimentos, habilidades e atitudes), essenciais aos engenheiros de várias modalidades, e a metodologia está estruturada de forma que o aluno é o principal responsável por seu aprendizado. O professor será seu guia nesta tarefa, apoiando, orientando e auxiliando-o sempre que necessário, porém nunca aprendendo por ele. Espera-se uma atitude ativa do aluno para que as metas de aprendizagem sejam atingidas. Será utilizado o quadro branco e projetor multimídia, para ministrar a maioria das aulas, com auxílio de apostilas elaboradas para a disciplina e livros conforme bibliografia recomendada. Serão aplicados exercícios específicos para cada assunto, sempre procurando ligar a teoria e os problemas discutidos com estruturas encontradas na prática. Os Trabalhos Práticos (exercícios) serão aplicados em todas as aulas, para o melhor entendimento de cada conteúdo. O Uso da ferramenta computacional FTOOL será um grande diferencial na busca de uma melhor compreensão do comportamento de uma estrutura.
Avaliação
A avaliação da aprendizagem será progressiva e evidenciará o desenvolvimento das competências adquiridas. Primeiramente será estruturada em duas avaliações, e para a aprovação direta deverá alcançar a média ponderá, conforme abaixo:
- Avaliação G1 - Peso 1
- Avaliação G2 - Peso 2
- Média Parcial (MP) = (G1+2xG2)/3
- Média para aprovação direta igual a 6,0 pontos.
- Quem não atingir a média
- Média Parcial (MP) - Peso 1
- Exame Final (EF) - Peso 2
- Média Final = (MP+2xEF)/3
- A nota mínima para aprovação é 6,0 (seis pontos).
- Ter no mínimo 75% de frequência.
Bibliografia
Básica
BEER, F., JOHNSTON, R. Mecânica Vetorial para Engenheiros. 5. ed. São Paulo: Makron Books, 1991. v. 1 e 2.
MERIAM, J. L. Estática. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1994.
Margarido, Aluizio Fontana. Fundamentos de estruturas : um programa para arquitetos e engenheiros que se iniciam no estudo das estruturas. 2003.
Masuero, João Ricardo. Introdução à mecânica estrutural : isostática e resistência dos materiais. 1997.
Ferdinand. P. Beer, E. Ressell Johnston, Jr. - Resistência dos Materiais. São Paulo, 2007.
Hibbeler, R. C. - Resistência dos Materiais. São Paulo, 2008.
Gorfin, Bernardo. - Estruturas Isostáticas. Rio de Janeiro, 1983.
Complementar
Arrivabene, Vladimir. Resistência dos materiais. São Paulo: Makron. 1999.
Beer, Ferdinand Pierre. Mecânica vetorial para engenheiros. 1980.
Machado Junior, Eloy Ferraz. Introdução à isostática. 1999.
Hibbeler, R. C. Estática - Mecânica para Engenharia. São Paulo, 2007.
Material Digital
