1
Prof. Dr. Hulisses Boneti Marcon
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI
CAMPUS SANTO ANTÔNIO
Curso de Graduação em Engenharia Mecânica
Disciplina: Mecânica dos Sólidos
Bem vindos à disciplina:
ENP0007 -
MECÂNICA DOS SÓLIDOS
(2025.2 - 24N12)
hulissesmarcon@ufsj.edu.br
3
Apresentação
Apresentação do curso, método de avaliação e do
cronograma de atividades.
Revisão
Revisão da literatura
Tabelas de formar de vigas
Introdução
4
Trajetória Profissional
4
1996 2006 2011
1992 2017
2025
1997 1998 2003
2020 2024
5
Pesquisas Científicas
 Com o aumento da expectativa de vida da
população é necessário desenvolver materiais
capazes de permanecer um período de tempo
maior implantados no paciente.
Figura 01 – Diversas aplicações de dispositivos de
implantes para diferentes partes corpo humano
6
Objetivos da disciplina
•* Geral:
• * - Fornecer os fundamentos para Mecânica dos Sólidos através dos
conceitos da mecânica geral, de comportamento mecânico dos materiais e da análise das
tensões e deformações e aplicá-los na engenharia.
•* Específicos:
• * - Apresentar o conceito de sistemas de partículas, bem como introduzir os fundamentos
básicos sobre a cinemática e a dinâmica de um corpo rígido.
• * - Introduzir e analisar o comportamento mecânico dos materiais e da análise das
tensões e deformações.
• * -Estudar as reações, digramas de esforço cortante e momento fletor em vigas
isostáticas
7
Ementa da disciplina (Hibbeler)
• * - Análise de forças no plano bi e tri dimensional. – Cap. 1
• * - Equilíbrio da partícula, incluindo Diagrama de corpo livre. – Cap. 2
• * - Análise de momentos no plano bi e tri dimensional. – Cap. 3
• * - Sistemas resultantes a partir de cargas concentradas e distribuídas. – Cap. 3
• * - Equilíbrio de corpo rígido, incluindo Diagrama de corpo livre. – Cap. 4
• * - Vínculos e reações de apoio no plano bi e tri dimensional. – Cap. 4
8
Ementa da disciplina (Hibbeler)
• * - Análise de treliças no plano bi e tri dimensional. – Cap. 5
• * - Centroides e centro de gravidade para corpos homogêneos e corpos
compóstos no plano bi dimensional. – Cap. 6
• * - Momento de inércia de área para corpos homogêneos. – Cap. 7
• * - Definições de tensão normal e tensão cisalhante, diferenciando-as. – Cap. 8
• * - Fator de segurança, tensão normal admissível e tensão cisalhante admissível.-
Cap. 10
9
Calendário Acadêmico
* Calendário Acadêmico: https://ufsj.edu.br/comed/calendario_academico.php ao Aluno/Calendário
Acadêmico/UFSJ
Distribuição de Pontos
Régua de Proficiência/ Avaliação
Instrumento Descrição Valor (Pontos) Data
Estudo Dirigido 1
ED1
Trabalho envolvendo forças ( projeto) 10 15/Set
Atividade Avaliativa
AA1
Prova – Apresentação Memorial de
cálculos
10 29/Set
Estudo Dirigido 2
ED2
Apresentação - competição 10 05/nov
Atividade Avaliativa
AA2
Prova – individual 10 10/Dez
Atividade Avaliativa
AAs
Prova substitutiva – individual 10 17/Dez
AA1 x 0,3 + ED1 x 0,2 + ED2 x 0,2 + AA2 x 0,3
• OBS: SEGUNDA CHAMADA DE AVALIAÇÕES: Conforme a Resolução 012/2018 de 04 de abril de 2018, Art. 18, Seção VII, o docente deve
conceder Segunda Chamada de avaliação ao discente ausente a qualquer avaliação presencial mediante solicitação à coordenadoria de Curso, em formulário
Eletrônico, contendo justificativa, realizada em até 5 (cinco) dias úteis após a data de realização da atividade
10
11
Estudo Dirigido 1 e 2
1
Estudo Dirigido 1 e
AA1
Produto
funcionando
1) Rodada de
apresentação dos
projetos
2) Teste prático com
carga oficial de
funcionamento
NOMES DAS
EQUIPES?
12
Estudo Dirigido 1 e 2
13
Bibliografia
* Hibbeler, 2011, Estática – Estática: Mecânica para Engenharia, 10ª Edição,
Pearson, São Paulo. (Principal referência bibliográfica e fonte de quase
todas as figuras da aula)
* Beer, Johnston, Mazurek, Eisemberg, 2009, Mecânica Vetorial Para
Engenheiros – Estática, 9ª Edição, AMGH Editora LTDA, São Paulo.
* Beer & Johnston, 2008, Resistência dos Materiais, 3ª Edição, Editora
Pearson Education do Brasil, São Paulo.
* Timoshenko & Gere, 1982, Mecânica dos Sólidos 1, Editora LTC, Rio de
Janeiro.
* Cunha, 2005, Elementos de máquinas. Rio de Janeiro: LTC, 2005.
14
Apresentação da Disciplina
Padronização Indústria 4.0
Por que estudar Mecânica dos Sólidos
• A implementação de mecânica dos sólidos na indústria
(melhora a eficiência operacional e fornece produtos
que atendam cada vez mais às expectativas do
cliente).
• O grande objetivo de mecânica dos sólidos é o conhecimento
dos comportamento de estruturas, e minimizar a
possibilidade de defeitos e erros.
Inovação e Performance
15
Indicadores para a engenharia
16
APLICAÇÕES para a engenharia
Revisão de Literatura
Sistema Internacional
* Massa: m [kg]
* Distância: x [m]
* Comprimento: l
[m]
* Tempo: t [s]
* Força: F [N]
1
7
Revisão de Literatura
Sistema Inglês
• * Massa: Libra-Massa:
[lb]
• * Comprimento: Pé [ft]
• * Tempo: Segundo [s]
• * Força: Libra Força [lbf]
1
8
Revisão de Literatura
23
Alfabeto Grego
24
Principais Multiplicadores
• * n (nano) = * 10^-9 = 10-9
• * µ (micro) = * 10^-6 = 10-6
• * m (mili) = * 10^-3 = 10-3
• * k (kilo) = * 10^3 = 103
• * M (mega) = * 10^6 = 106
• * G (giga) = * 10^9 = 109
• * T (tera)= * 10^12 = 1012
2
1
Principais Multiplicadores
2
2
Revisão de Literatura
23
Revisão de Literatura
23
Revisão de Literatura
23
Revisão de Literatura
23
Ponto e vírgula
* Em português:
* Ponto: separador de milhar: Ex 1.000 (mil)
* Vírgula: Separador das casas decimais: Ex: 1,25 (Um vírgula 25 ou
um inteiro e vinte e cinco centésimos.
* Ex: 125.456,67 (Cento e vinte e cinco mil, quatrocentos e cinquenta e
seis e sessenta e sete centésimos)
2
7
27
Regras de Arredondamento na Numeração
Decimal - Norma ABNT NBR 5891
* Quando o algarismo imediatamente seguinte ao último algarismo a ser
conservado for IGUAL a 5, SEGUIDO de no mínimo um algarismo diferente
de zero, o último algarismo a ser conservado deverá ser aumentado de
uma unidade.
* Ex: 1,3650006
* Arredondamento de 2 casas decimais à direita da vírgula.
* O último algarismo a ser conservado é o 6.
* O algarismo imediatamente seguinte é o 5, seguido NÃO SÓ de zeros.
* Então, o último algarismo a ser conservado deverá ser aumentado de
uma unidade.
* E o número arredondado será:
1,37.
Regras de Arredondamento na Numeração
Decimal - Norma ABNT NBR 5891
* Caso o exemplo fosse:
* Ex: 1,2346
* Arredondamento de 2 casas decimais à direita da
vírgula.
* O último algarismo a ser conservado é o 3.
* O algarismo imediatamente seguinte ao 3 é o 4
(menor que 5), MAS...;
* O algarismo imediatamente seguinte ao 4 é o 6
(maior que 5).
* Então, o último algarismo a ser conservado será
acrescido de 1.
* E o número arredondado será: 1,24
26
28
* Ex 1: Realize o
arredondamento em duas
casas decimais para os
números a seguir:
Regras de Arredondamento na Numeração
Decimal - Norma ABNT NBR 5891
0,32
0,31
0,34
0,35
0,35
0,35
0,33
0,34
0,34
0,34
Erro por arredondamento:
* Sendo XREAL o número verdadeiro e XARR o número arredondado:
* Erro
Absoluto:
𝑨𝑩𝑺 𝑹𝑬𝑨𝑳
𝑨𝑹𝑹
* Onde: EABS = Erro Absoluto
𝑹𝑬
𝑳
* Erro
Relativo: 𝑿𝑹𝑬𝑨𝑳−𝑿𝑨𝑹
𝑹
𝑿𝑹𝑬𝑨𝑳
* Onde: EREL = Erro Relativo
29
Erro por arredondamento:
* Ex: Seja o número 125,35879 kN
* Segundo a norma ABNT NBR 5891, o número arredondado seria
125,36
* O erro Absoluto
é:
𝑨𝑩
𝑺
𝑹𝑬𝑨
𝑳
𝑨𝑹
𝑹
* E o erro Relativo
é:
𝑹𝑬
𝑳
* 𝑿𝑹𝑬𝑨𝑳−𝑿𝑨𝑹𝑹
𝑿𝑹𝑬𝑨𝑳
𝟏𝟐𝟓,𝟑𝟓𝟖𝟗𝟕
− ,
𝟏𝟐𝟓 𝟑𝟔𝟏𝟐𝟓,𝟑𝟓𝟖
𝟗𝟕
30
Erro por arredondamento:
* Seja o mesmo número 125,35879 kN
* O número arredondado erroneamente fica
125,35
* O erro Absoluto
é:
𝑨𝑩
𝑺
𝑹𝑬𝑨
𝑳
𝑨𝑹
𝑹
* E o erro Relativo
é:
𝑹𝑬
𝑳
* 𝑿𝑹𝑬𝑨𝑳−𝑿𝑨𝑹𝑹
𝑿𝑹𝑬𝑨𝑳
𝟏𝟐𝟓,𝟑𝟓𝟖𝟗𝟕
− ,
𝟏𝟐𝟓 𝟑𝟓𝟏𝟐𝟓,𝟑𝟓𝟖
𝟗𝟕
3
3
Erro por arredondamento:
* Apresenta-se cálculos de erro para diversos arredondamentos:
32
MECÂNICA DOS SÓLIDOS RÍGIDOS
33
ESTRUTURA
O comprimento da barra é muito superior as dimensões da área A seção
transversal
Placa: Carregamento atua perpendicularmente a superfície do elemento
bidimencional.
Chapa: Carregamento atua paralelamente a superfície do elemento
bidimencional.
Casca: Carregamento atua paralelamente a superfície do elemento
bidimencional.
3
6
ESTRUTURAS PLANAS
35
CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO
* EQUAÇÕES DE EQUILÍBRIO DA
ESTÁTICA
3
8
CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO
* EQUAÇÕES DE EQUILÍBRIO DA
ESTÁTICA
3
9
Exemplo resolvido
23
Exemplo resolvido
23
Exemplo resolvido
23
Exercício resolvido
23
Exercício resolvido
23
Exercício resolvido
23
Exercício resolvido
23
p = m . g = 2,3 . 10 = 23N
P = m . g = 10 . 10 = 100N
Exercício resolvido
23
Exercício resolvido
23
Exercício resolvido
23
Exercício resolvido
23
Exercício resolvido
23
Exercício resolvido
23
Exercício proposto
23
Exercício proposto
23
Exercício proposto
23
Exercício proposto
23
Exercício proposto
23
Exercício proposto
23
Exercício proposto
23
Exercício proposto
23
Exercício proposto
23

aula 1 Mecânica dos Sólidos com uma introdução

  • 1.
    1 Prof. Dr. HulissesBoneti Marcon UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI CAMPUS SANTO ANTÔNIO Curso de Graduação em Engenharia Mecânica Disciplina: Mecânica dos Sólidos
  • 2.
    Bem vindos àdisciplina: ENP0007 - MECÂNICA DOS SÓLIDOS (2025.2 - 24N12) hulissesmarcon@ufsj.edu.br
  • 3.
    3 Apresentação Apresentação do curso,método de avaliação e do cronograma de atividades. Revisão Revisão da literatura Tabelas de formar de vigas Introdução
  • 4.
    4 Trajetória Profissional 4 1996 20062011 1992 2017 2025 1997 1998 2003 2020 2024
  • 5.
    5 Pesquisas Científicas  Como aumento da expectativa de vida da população é necessário desenvolver materiais capazes de permanecer um período de tempo maior implantados no paciente. Figura 01 – Diversas aplicações de dispositivos de implantes para diferentes partes corpo humano
  • 6.
    6 Objetivos da disciplina •*Geral: • * - Fornecer os fundamentos para Mecânica dos Sólidos através dos conceitos da mecânica geral, de comportamento mecânico dos materiais e da análise das tensões e deformações e aplicá-los na engenharia. •* Específicos: • * - Apresentar o conceito de sistemas de partículas, bem como introduzir os fundamentos básicos sobre a cinemática e a dinâmica de um corpo rígido. • * - Introduzir e analisar o comportamento mecânico dos materiais e da análise das tensões e deformações. • * -Estudar as reações, digramas de esforço cortante e momento fletor em vigas isostáticas
  • 7.
    7 Ementa da disciplina(Hibbeler) • * - Análise de forças no plano bi e tri dimensional. – Cap. 1 • * - Equilíbrio da partícula, incluindo Diagrama de corpo livre. – Cap. 2 • * - Análise de momentos no plano bi e tri dimensional. – Cap. 3 • * - Sistemas resultantes a partir de cargas concentradas e distribuídas. – Cap. 3 • * - Equilíbrio de corpo rígido, incluindo Diagrama de corpo livre. – Cap. 4 • * - Vínculos e reações de apoio no plano bi e tri dimensional. – Cap. 4
  • 8.
    8 Ementa da disciplina(Hibbeler) • * - Análise de treliças no plano bi e tri dimensional. – Cap. 5 • * - Centroides e centro de gravidade para corpos homogêneos e corpos compóstos no plano bi dimensional. – Cap. 6 • * - Momento de inércia de área para corpos homogêneos. – Cap. 7 • * - Definições de tensão normal e tensão cisalhante, diferenciando-as. – Cap. 8 • * - Fator de segurança, tensão normal admissível e tensão cisalhante admissível.- Cap. 10
  • 9.
    9 Calendário Acadêmico * CalendárioAcadêmico: https://ufsj.edu.br/comed/calendario_academico.php ao Aluno/Calendário Acadêmico/UFSJ
  • 10.
    Distribuição de Pontos Réguade Proficiência/ Avaliação Instrumento Descrição Valor (Pontos) Data Estudo Dirigido 1 ED1 Trabalho envolvendo forças ( projeto) 10 15/Set Atividade Avaliativa AA1 Prova – Apresentação Memorial de cálculos 10 29/Set Estudo Dirigido 2 ED2 Apresentação - competição 10 05/nov Atividade Avaliativa AA2 Prova – individual 10 10/Dez Atividade Avaliativa AAs Prova substitutiva – individual 10 17/Dez AA1 x 0,3 + ED1 x 0,2 + ED2 x 0,2 + AA2 x 0,3 • OBS: SEGUNDA CHAMADA DE AVALIAÇÕES: Conforme a Resolução 012/2018 de 04 de abril de 2018, Art. 18, Seção VII, o docente deve conceder Segunda Chamada de avaliação ao discente ausente a qualquer avaliação presencial mediante solicitação à coordenadoria de Curso, em formulário Eletrônico, contendo justificativa, realizada em até 5 (cinco) dias úteis após a data de realização da atividade 10
  • 11.
    11 Estudo Dirigido 1e 2 1 Estudo Dirigido 1 e AA1 Produto funcionando 1) Rodada de apresentação dos projetos 2) Teste prático com carga oficial de funcionamento NOMES DAS EQUIPES?
  • 12.
  • 13.
    13 Bibliografia * Hibbeler, 2011,Estática – Estática: Mecânica para Engenharia, 10ª Edição, Pearson, São Paulo. (Principal referência bibliográfica e fonte de quase todas as figuras da aula) * Beer, Johnston, Mazurek, Eisemberg, 2009, Mecânica Vetorial Para Engenheiros – Estática, 9ª Edição, AMGH Editora LTDA, São Paulo. * Beer & Johnston, 2008, Resistência dos Materiais, 3ª Edição, Editora Pearson Education do Brasil, São Paulo. * Timoshenko & Gere, 1982, Mecânica dos Sólidos 1, Editora LTC, Rio de Janeiro. * Cunha, 2005, Elementos de máquinas. Rio de Janeiro: LTC, 2005.
  • 14.
    14 Apresentação da Disciplina PadronizaçãoIndústria 4.0 Por que estudar Mecânica dos Sólidos • A implementação de mecânica dos sólidos na indústria (melhora a eficiência operacional e fornece produtos que atendam cada vez mais às expectativas do cliente). • O grande objetivo de mecânica dos sólidos é o conhecimento dos comportamento de estruturas, e minimizar a possibilidade de defeitos e erros. Inovação e Performance
  • 15.
  • 16.
  • 17.
    Revisão de Literatura SistemaInternacional * Massa: m [kg] * Distância: x [m] * Comprimento: l [m] * Tempo: t [s] * Força: F [N] 1 7
  • 18.
    Revisão de Literatura SistemaInglês • * Massa: Libra-Massa: [lb] • * Comprimento: Pé [ft] • * Tempo: Segundo [s] • * Força: Libra Força [lbf] 1 8
  • 19.
  • 20.
  • 21.
    Principais Multiplicadores • *n (nano) = * 10^-9 = 10-9 • * µ (micro) = * 10^-6 = 10-6 • * m (mili) = * 10^-3 = 10-3 • * k (kilo) = * 10^3 = 103 • * M (mega) = * 10^6 = 106 • * G (giga) = * 10^9 = 109 • * T (tera)= * 10^12 = 1012 2 1
  • 22.
  • 23.
  • 24.
  • 25.
  • 26.
  • 27.
    Ponto e vírgula *Em português: * Ponto: separador de milhar: Ex 1.000 (mil) * Vírgula: Separador das casas decimais: Ex: 1,25 (Um vírgula 25 ou um inteiro e vinte e cinco centésimos. * Ex: 125.456,67 (Cento e vinte e cinco mil, quatrocentos e cinquenta e seis e sessenta e sete centésimos) 2 7
  • 28.
    27 Regras de Arredondamentona Numeração Decimal - Norma ABNT NBR 5891 * Quando o algarismo imediatamente seguinte ao último algarismo a ser conservado for IGUAL a 5, SEGUIDO de no mínimo um algarismo diferente de zero, o último algarismo a ser conservado deverá ser aumentado de uma unidade. * Ex: 1,3650006 * Arredondamento de 2 casas decimais à direita da vírgula. * O último algarismo a ser conservado é o 6. * O algarismo imediatamente seguinte é o 5, seguido NÃO SÓ de zeros. * Então, o último algarismo a ser conservado deverá ser aumentado de uma unidade. * E o número arredondado será: 1,37.
  • 29.
    Regras de Arredondamentona Numeração Decimal - Norma ABNT NBR 5891 * Caso o exemplo fosse: * Ex: 1,2346 * Arredondamento de 2 casas decimais à direita da vírgula. * O último algarismo a ser conservado é o 3. * O algarismo imediatamente seguinte ao 3 é o 4 (menor que 5), MAS...; * O algarismo imediatamente seguinte ao 4 é o 6 (maior que 5). * Então, o último algarismo a ser conservado será acrescido de 1. * E o número arredondado será: 1,24 26
  • 30.
    28 * Ex 1:Realize o arredondamento em duas casas decimais para os números a seguir: Regras de Arredondamento na Numeração Decimal - Norma ABNT NBR 5891 0,32 0,31 0,34 0,35 0,35 0,35 0,33 0,34 0,34 0,34
  • 31.
    Erro por arredondamento: *Sendo XREAL o número verdadeiro e XARR o número arredondado: * Erro Absoluto: 𝑨𝑩𝑺 𝑹𝑬𝑨𝑳 𝑨𝑹𝑹 * Onde: EABS = Erro Absoluto 𝑹𝑬 𝑳 * Erro Relativo: 𝑿𝑹𝑬𝑨𝑳−𝑿𝑨𝑹 𝑹 𝑿𝑹𝑬𝑨𝑳 * Onde: EREL = Erro Relativo 29
  • 32.
    Erro por arredondamento: *Ex: Seja o número 125,35879 kN * Segundo a norma ABNT NBR 5891, o número arredondado seria 125,36 * O erro Absoluto é: 𝑨𝑩 𝑺 𝑹𝑬𝑨 𝑳 𝑨𝑹 𝑹 * E o erro Relativo é: 𝑹𝑬 𝑳 * 𝑿𝑹𝑬𝑨𝑳−𝑿𝑨𝑹𝑹 𝑿𝑹𝑬𝑨𝑳 𝟏𝟐𝟓,𝟑𝟓𝟖𝟗𝟕 − , 𝟏𝟐𝟓 𝟑𝟔𝟏𝟐𝟓,𝟑𝟓𝟖 𝟗𝟕 30
  • 33.
    Erro por arredondamento: *Seja o mesmo número 125,35879 kN * O número arredondado erroneamente fica 125,35 * O erro Absoluto é: 𝑨𝑩 𝑺 𝑹𝑬𝑨 𝑳 𝑨𝑹 𝑹 * E o erro Relativo é: 𝑹𝑬 𝑳 * 𝑿𝑹𝑬𝑨𝑳−𝑿𝑨𝑹𝑹 𝑿𝑹𝑬𝑨𝑳 𝟏𝟐𝟓,𝟑𝟓𝟖𝟗𝟕 − , 𝟏𝟐𝟓 𝟑𝟓𝟏𝟐𝟓,𝟑𝟓𝟖 𝟗𝟕 3 3
  • 34.
    Erro por arredondamento: *Apresenta-se cálculos de erro para diversos arredondamentos: 32
  • 35.
  • 36.
    ESTRUTURA O comprimento dabarra é muito superior as dimensões da área A seção transversal Placa: Carregamento atua perpendicularmente a superfície do elemento bidimencional. Chapa: Carregamento atua paralelamente a superfície do elemento bidimencional. Casca: Carregamento atua paralelamente a superfície do elemento bidimencional. 3 6
  • 37.
  • 38.
    CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO *EQUAÇÕES DE EQUILÍBRIO DA ESTÁTICA 3 8
  • 39.
    CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO *EQUAÇÕES DE EQUILÍBRIO DA ESTÁTICA 3 9
  • 40.
  • 41.
  • 42.
  • 43.
  • 44.
  • 45.
  • 46.
    Exercício resolvido 23 p =m . g = 2,3 . 10 = 23N P = m . g = 10 . 10 = 100N
  • 47.
  • 48.
  • 49.
  • 50.
  • 51.
  • 52.
  • 53.
  • 54.
  • 55.
  • 56.
  • 57.
  • 58.
  • 59.
  • 60.
  • 61.