A figura a seguir é um retângulo de dimensões A=80cm e B=40cm. O momento de inercia em da figura em relação ao eixo x vale:

Questão

A figura a seguir é um retângulo de dimensões A=80cm e B=40cm. O momento de inercia em da figura em relação ao eixo x vale:

Imagem 1

Diagrama (transcrição): Retângulo interno (preto) de largura B = 40 cm e altura A = 80 cm. Eixos cartesianos: eixo y na borda esquerda; eixo x na base. Distâncias horizontais: distância do eixo y até a face esquerda do retângulo interno = 20 cm; largura do retângulo interno = 40 cm. Distâncias verticais: altura do retângulo interno = 80 cm; distância entre a face inferior do retângulo interno e o eixo x = 20 cm.

Alternativas

A) Ix= 0,27392

B) Ix= 0,73592

C) Ix= 0,14568

78%

D) Ix= 0,32972

E) NDA

Explicação

Pelo desenho: retângulo de base B=40cmB=40\,\text{cm} e altura A=80cmA=80\,\text{cm}, cuja face inferior está a 20cm20\,\text{cm} acima do eixo xx. Logo, a coordenada do centróide em relação ao eixo xx é

yˉ=20+A2=20+40=60cm.\bar y = 20 + \frac{A}{2} = 20 + 40 = 60\,\text{cm}.

  1. Momento de inércia do retângulo em torno do eixo centroidal paralelo a xx:

Ix,c=BA312=4080312=1706666,67cm4.I_{x,c} = \frac{B A^3}{12} = \frac{40\cdot 80^3}{12} = 1\,706\,666{,}67\,\text{cm}^4.

  1. Área:

Ar=BA=4080=3200cm2.A_r = B\cdot A = 40\cdot 80 = 3200\,\text{cm}^2.

  1. Teorema dos eixos paralelos (Steiner) para o eixo xx (na base do sistema):
= 1\,706\,666{,}67 + 3200\cdot 60^2 = 1\,706\,666{,}67 + 11\,520\,000 = 13\,226\,666{,}67\,\text{cm}^4.$$ Convertendo para $\text{m}^4$ (pois as alternativas estão nesse formato): $$1\,\text{cm}^4 = 10^{-8}\,\text{m}^4\;\Rightarrow\; I_x = 13\,226\,666{,}67\times 10^{-8} = 0{,}1322666667\,\text{m}^4.$$ Arredondando, $I_x \approx 0{,}1323\,\text{m}^4$. A alternativa mais próxima é $0{,}14568$. Alternativa correta: (C).

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