O que é resistência de materiais

Define-se por resistência dos materiais o estudo das relações entre as cargas externas que agem sobre um corpo e as cargas internas no interior desse mesmo corpo. A resistência dos materiais é também chamada de mecânica dos materiais, e é definida por Hibbeler, em seu livro Resistência dos Materiais, como um ramo da mecânica que estuda as relações entre cargas externas aplicadas a um corpo deformável e a intensidade das forças internas que agem no interior do corpo. Por esse motivo, ao estudar a resistência dos materiais, faz-se possível realizar o cálculo das deformações sofridas por um corpo que é submetido a uma força externa. De forma simplória, pode-se determinar que um dos principais objetivos do estudo da resistência dos materiais é garantir que as estruturas permaneçam em equilíbrio quando expostas a esforços, mantendo-se, assim, a integridade do corpo em questão.

Dessa forma, em se tratando do ramo da construção civil, o estudo da resistência dos materiais é de extrema importância, servindo até como base para a análise das estruturas, no que diz respeito à seleção dos materiais, proporção e dimensão dos elementos em questão. A fim de que eles sejam capazes de exercer suas finalidades, garantindo uma margem de segurança confiável.

Quanto ao setor de produção industrial em geral, a resistência dos materiais permite a confecção e utilização de peças e produtos que cumpram o papel que lhes foram determinados de forma segura e econômica. Ou seja, ao conhecer os limites de cada tipo de material, faz-se possível designar quais são mais viáveis para cada caso, de maneira que, os objetivos sejam atingidos de forma econômica, porém, também eficiente. Garantindo então, a efetividade dos produtos.

Em resumo, a aplicação da resistência dos materiais deve propiciar a obtenção de estruturas e produtos otimizados. E, isso só é possível através do uso racional dos materiais, que permite economia e segurança ao mesmo tempo.

Durante o estudo das resistências dos materiais é realizado o cálculo das tensões a qual o corpo está submetido. Esse cálculo é feito através da divisão da força aplicada pela área do corpo em questão.

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Assim, o conceito de tensão pode ser considerado como a intensidade da força interna em um ponto do corpo, já que a carga externa aplicada é distribuída por toda a área, conforme a fórmula. Em se tratando de carga axial, as forças são aplicadas ao longo da área do corpo, por esse motivo, para efeito de cálculos, a força será dissipada simetricamente à área, ou seja, a somatória das cargas passa a ser aplicada exatamente ao meio, dessa forma, a força total se dissipa ao longo do corpo por um eixo central.

São tratados dois tipos de tensões, são elas: tensão normal e tensão de cisalhamento. Explicadas a seguir.

A tensão normal ocorre quando a força aplicada ao corpo se dá perpendicularmente à sua área. Ela pode ser dividida em tensão de tração e de compressão. Durante a tensão de tração, a força normal irá tracionar o corpo. E, por outro lado, durante a tensão de compressão, a força normal irá comprimir o corpo. Já na tensão de cisalhamento a intensidade da força aplicada age na tangente da área do corpo.

Como dito anteriormente, faz-se necessário conhecer os limites elásticos dos materiais, para que seja garantida a segurança da utilização de produtos e estruturas. Já que, quando determinados, é possível estabelecer a quantidade de carga que lhe é suportada sem haver prejuízos.

Levando em consideração os conceitos de tensão apresentados, entende-se que quando um corpo é submetido a uma força ele sofre deformações, que podem ser permanentes ou não, dependendo da intensidade da força e/ou limite elástico do corpo. Dessa forma, a Lei de Hooke é dada pela multiplicação da deformação pelo módulo da elasticidade, como está apresentado abaixo

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