Entendendo Forças em Vigas: Momento Fletor e Cisalhamento
No coração da engenharia estrutural está o desafio de entender como as forças atuam dentro de um material. Quando uma viga (uma barra horizontal) é submetida a cargas, como o peso de uma laje ou uma pessoa em pé, duas forças internas principais surgem para resistir a essa carga: a Força Cortante e o Momento Fletor.
Força Cortante (V) ou Cisalhamento
A Força Cortante (ou Cisalhante) é uma força interna que atua paralelamente à seção da viga, tendendo a "cortar" ou "fatiar" a viga, como uma tesoura. Ela representa a soma de todas as forças verticais atuando em um dos lados de um ponto específico da viga. O cálculo da **Força Cortante Máxima (V)** é crucial para garantir que a viga não falhe por cisalhamento.
Momento Fletor (M)
O Momento Fletor é a força interna que resiste à flexão (ao "envergamento") da viga. Quando você aplica uma carga no meio de uma régua apoiada nas pontas, a parte de baixo da régua é esticada (tração) e a parte de cima é comprimida. O Momento Fletor é o que mede esse esforço de flexão.
O **Momento Fletor Máximo (M)** é o ponto de maior esforço de flexão na viga e é o valor mais crítico para o dimensionamento.
Dimensionamento: A Fórmula σ = M / W
Para que uma viga seja segura, a tensão interna gerada pelo momento fletor não pode ultrapassar a resistência do material. A fórmula que rege isso é:
Tensão (σ) = Momento Fletor (M) / Módulo de Seção (W)
- Tensão (σ): É a tensão máxima que o material suporta (Tensão Admissível), geralmente medida em Pascal (Pa) ou Megapascal (MPa).
- Momento (M): O esforço máximo que calculamos, medido em Newton-metro (N.m).
- Módulo de Seção (W): Um valor geométrico que representa a eficiência do formato da viga (retangular, I, U, etc.) para resistir à flexão. É medido em metros cúbicos (m³).
Para dimensionar, invertemos a fórmula: **W = M / σ**. Nossa calculadora encontra o **Módulo de Seção Mínimo (W)** necessário. Com esse valor (geralmente convertido para cm³), um engenheiro pode consultar um catálogo e escolher um perfil de viga de aço, madeira ou concreto que tenha um módulo (W) igual ou maior que o valor calculado, garantindo que a estrutura seja segura.