Construção de Pontes de Macarrão

Mecânica

Construção de Pontes de Macarrão

Introdução:

Uma maneira de compreender melhor o comportamento de sistemas estruturais pode ser feita através da observação de modelos reduzidos de estruturas, como exemplo pode-se citar sistemas estruturais confeccionados com materiais flexíveis como o silicone, a borracha e o elástico. Aqui utilizaremos macarrão.

Um sistema estrutural bastante utilizado na engenharia são as chamadas treliças, mas o que é uma treliça ??

Uma treliça é uma estrutura reticulada que tem todas as ligações entre barras articuladas, a figura 1 mostra uma treliça plana com suas cargas e reações . Na análise de uma treliça as cargas atuantes são transferidas para os seus nós. A conseqüência disso em conjunto com a hipótese de ligações articuladas, é que uma treliça apresenta apenas esforços axiais (esforços normais de tração e compressão).

Fig. 1

Calculo da Treliça

O calculo da treliça pode ser feito utilizando dois métodos:

• Método das seções

• Método dos nós

A seguir temos um exemplo simples do cálculo de uma treliça utilizando o método das seções:

Consideramos um peso de 12kg aplicado no meio da estrutura, como 12kg equivale a 117.72N então subdividindo os pesos temos a seguinte configuração:

Método das seções:

É feito um corte na treliça e é analisando as forças que agem internamente:

OBS:

Este método pode ser utilizado em determinadas seções para se definir todas as forças que agem internamente em cada barra. Também se utiliza o método dos nós

Ponte de Macarrão:

A partir do conhecimento das propriedades do macarrão foi possível definir equações que serão as ferramentas para a construção da ponte.

Como dito anteriormente as barras de uma treliça podem estar submetidas a apenas dois tipos de esforços:

• Tração

• Compressão

Quando se faz os cálculos as respostas obtidas já nos dizem se é tração ou compressão dependendo do sentido que adotamos.

Tração:

Para barras submetidas à tração utilizamos a seguinte equação:

Assim definimos quantos fios de macarrão deve conter na barra. Então como visto no exemplo a barra AC sofre uma carga