🏗️ Mecânica dos Sólidos

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📍 Área: 02 Físicas e Ciências Básicas | 🏠 Hub Principal

Visão Geral da Disciplina

Disciplina estruturante do núcleo de 02 Físicas e Ciências Básicas. Fundamenta a análise de integridade estática e resistência estrutural de componentes físicos da engenharia elétrica. Abrange desde as condições de equilíbrio estático de corpos rígidos no espaço tridimensional e bidimensional, o método analítico de cálculo de esforços axiais em treliças planas (Método dos Nós e Seções de Ritter) aplicadas a torres de transmissão metálicas, o traçado de diagramas de esforços internos solicitantes (Esforço Normal, Esforço Cortante $V(x)$ e Momento Fletor $M(x)$) em vigas e postes submetidos a tração de cabos e ventos, as teorias constitutivas de tensão normal ($\sigma =N/A$) e cisalhamento ($\tau =V/A$), a Lei de Hooke generalizada e o Módulo de Elasticidade de Young ($E$), culminando na análise do Estado Plano de Tensões e transformação de tensões pelo Círculo de Mohr para dimensionamento de eixos de geradores e estruturas de subestações.

📌 Sumário do MOC

1. 📚 Materiais Didáticos e Materiais Teóricos de Referência
2. 🎓 Aulas e Apresentações Completas da Disciplina
   • Módulo 1: Equilíbrio Estático de Corpos Rígidos (Apostila 01)
   • Módulo 2: Treliças Planas e Estruturas de Torres (Apostila 02)
   • Módulo 3: Vigas Biapoiadas e Diagramas de Esforços Solicitantes (Apostila 03)
   • Módulo 4: Fundamentos de Tensão e Deformação (Apostila 04)
   • Módulo 5: Propriedades Mecânicas dos Materiais e Lei de Hooke (Apostila 05)
   • Módulo 6: Cargas Axiais, Efeitos Térmicos e Círculo de Mohr (Apostila 06)
3. 🎨 Galeria de Diagramas Técnicos Validados
4. 📚 Bibliografia Clássica Recomendada

📚 Materiais Didáticos e Materiais Teóricos de Referência

• Equilíbrio Dos Corpos Rígidos (Estática de Corpos Rígidos, Graus de Liberdade e DCL)
• Treliças Planas (Análise Estrutural de Treliças, Método dos Nós e Seções)
• Vigas Biapoiadas (Esforços Solicitantes em Vigas, Cortante e Momento Fletor)
• Tensão e Deformação (Conceitos de Tensão Normal, Cisalhamento e Deformação Específica)
• Propriedades Mecânicas e Comportamento Elástico (Ensaio de Tração, Lei de Hooke e Coeficiente de Poisson)
• Carga Axial e Estado Plano de Tensão (Carga Axial, Deformações Térmicas, Estado Plano e Círculo de Mohr)

🎓 Aulas e Apresentações Completas da Disciplina

Módulo 1: Equilíbrio Estático de Corpos Rígidos (Apostila 01)

• ✅ Aula 01: 01 - Estática dos Corpos Rígidos, Graus de Liberdade e DCL
  • Conteúdo: Condições fundamentais de equilíbrio estático ($\sum \mathbf{F}=0,\sum \mathbf{M}=0$), graus de liberdade no plano e no espaço, tipos de vínculos estruturais (apoios simples, articulados e engastes), Diagrama de Corpo Livre (DCL) e determinação analítica de reações de apoio em fundações de equipamentos elétricos pesados.

Módulo 2: Treliças Planas e Estruturas de Torres (Apostila 02)

• ✅ Aula 02: 02 - Treliças Planas: Método dos Nós e das Seções de Ritter
  • Conteúdo: Hipóteses de cálculo em treliças ideais articuladas, identificação de barras de força nula, Método do Equilíbrio dos Nós para cálculo de esforços em todas as barras, Método das Seções de Ritter para determinação direta de esforços em barras internas críticas de torres estaiadas e autoportantes de transmissão de energia elétrica.

Módulo 3: Vigas Biapoiadas e Diagramas de Esforços Solicitantes (Apostila 03)

• ✅ Aula 03: 03 - Vigas Biapoiadas: Diagramas de Esforço Cortante e Momento Fletor
  • Conteúdo: Relações diferenciais entre carga distribuída, esforço cortante e momento fletor ($q(x)=-dV/dx,V(x)=dM/dx$), equacionamento por seções transversais, traçado de diagramas de Esforço Cortante (DEC) e Momento Fletor (DMF), localização da seção de momento fletor máximo e dimensionamento de cruzetas e postes de redes de distribuição sob vento transversal.

Módulo 4: Fundamentos de Tensão e Deformação (Apostila 04)

• ✅ Aula 04: 04 - Tensão e Deformação: Tensões Normais e Cisalhantes
  • Conteúdo: Definição física de tensão média e pontual ($\sigma =\lim \Delta F_n/\Delta A$), tensões normais de tração e compressão, tensão de cisalhamento direta ($\tau =V/A$) em parafusos e rebites de conexões elétricas, deformação específica linear ($\epsilon =\Delta L/L_0$) e distorção angular ($\gamma$), e critérios de coeficientes de segurança estrutural ($FS$).

Módulo 5: Propriedades Mecânicas dos Materiais e Lei de Hooke (Apostila 05)

• ✅ Aula 05: 05 - Propriedades Mecânicas dos Materiais, Lei de Hooke e Deformação
  • Conteúdo: Ensaio de tração uniaxial normalizado (ASTM/ABNT), regiões elástica linear e plástica, Tensão de Escoamento (${\sigma }_y$), Limite de Resistência à Tração (${\sigma }_u$), Módulo de Elasticidade de Young ($E$), Coeficiente de Poisson ($\nu$), ductilidade, tenacidade e resiliência mecânica em aços estruturais, condutores de alumínio e cobre eletrolítico.

Módulo 6: Cargas Axiais, Efeitos Térmicos e Círculo de Mohr (Apostila 06)

• ✅ Aula 06: 06 - Cargas Axiais, Efeitos Térmicos e Círculo de Mohr
  • Conteúdo: Deformação em barras sob carga axial ($\delta =NL/(EA)$), tensões de origem térmica em cabos elétricos impedidos de dilatar (${\sigma }_{\text{teˊrmica}}=-E\alpha \Delta T$), fator de concentração de tensões ($K_t$), equações gerais de transformação de tensões no plano (${\sigma }_{x^{\prime }},{\tau }_{x^{\prime }{y}^{\prime }}$), tensões principais (${\sigma }_1,{\sigma }_2$), tensão de cisalhamento máxima (${\tau }_{\text{maˊx}}$), representação gráfica clássica pelo Círculo de Mohr e flambagem de colunas esbeltas de Euler.
  • Simulador Interativo: [[simulador_circulo_mohr_viabilidade_economica_vpl_tir.html]] (▶️ Abrir Simulador de Círculo de Mohr, Rotação 2θ e Critério de Von Mises)

🎨 Galeria de Diagramas Técnicos Validados

Aula / Tópico	Diagrama Conceitual Vetorial (Catppuccin Mocha)	Conceitos Chave Mapeados
Aula 01		Condições de Equilíbrio Estático 2D/3D, Graus de Liberdade e DCL
Aula 02		Método dos Nós, Método das Seções de Ritter e Torres de Transmissão
Aula 03		Relações Diferenciais, DEC, DMF e Dimensionamento de Vigas
Aula 04		Tensor de Tensões de Cauchy, Cisalhamento Direto e Deformações
Aula 05		Diagrama Tensão-Deformação, Resiliência, Tenacidade e Constantes Elásticas
Aula 06		Estado Plano de Tensões, Círculo de Mohr e Flambagem de Euler

📚 Bibliografia Clássica Recomendada

• HIBBELER, Russell C. Resistência dos Materiais. 10. ed. São Paulo: Pearson, 2018.
• BEER, Ferdinand P.; JOHNSTON, E. Russell; DEWOLF, John T.; MAZUREK, David F. Mecânica dos Materiais. 7. ed. Porto Alegre: AMGH, 2015.
• TIMOSHENKO, Stephen P.; GERE, James M. Mecânica dos Sólidos. Volumes 1 e 2. Rio de Janeiro: LTC, 1994.