Introdução

Na disciplina Mecânica e Resistência dos Materiais, estudaremos as propriedades mecânicas dos materiais e a capacidade que estes apresentam em resistir a uma determinada força sobre eles aplicada, devido aos usos científicos e tecnológicos e aos processos de fabricação. Diversos materiais são manipulados com o intuito de alterar suas propriedades, por exemplo, a deformação que apresentam sob forças de torção. Entretanto essas alterações podem implicar perdas de outras propriedades mecânicas. Logo, é de fundamental importância o conhecimento das características específicas que um material pode apresentar.

O conhecimento das propriedades dos materiais vem desde a antiguidade, com as construções de pirâmides pelos egípcios. Aplicações do uso dos materiais foram aprimoradas com estudos de Arquimedes, ao desenvolver estruturas como guinchos e guindastes. Os romanos, por sua vez, se destacaram com a criação de monumentos, templos e estradas, por meio de minerais de alta resistência mecânica. Na idade média, Leonardo da Vinci e Galileu Galilei introduziram conceitos e métodos científicos que fazem parte dos fundamentos dessa ciência. Outras teorias e leis físicas, que serão fundamentais nesta disciplina, foram introduzidas por análises quantitativas e qualitativas propostas por diversos estudiosos, como: Newton, Saint Venant, Bernoulli, Navier, Hooke, Poisson, Cauchy, Euler, Castigliano, Tresca, Von Mises, Lamé, dentre outros. Ainda hoje, podemos dizer que a ciência de materiais é uma área em constante descoberta e de novas aplicações.

Dentre os objetivos desta disciplina, temos: determinar os esforços quando cargas externas são aplicadas a um corpo deformável; determinar a intensidade das forças internas que atuam no corpo; calcular as deformações do corpo e o estudo de sua estabilidade; determinar as tensões e as deformações a que estão sujeitos os corpos sólidos devido à ação dos esforços atuantes; equilibrar um corpo deformável; verificar a segurança que um material pode apresentar de acordo com a sua aplicabilidade; dimensionar e analisar as propriedades mecânicas de corpos sólidos e deformáveis.

O material desta disciplina está estruturado em quatro unidades, de forma a facilitar o nível de compreensão do conteúdo e a organização do estudante. Na primeira unidade, estudaremos a estática e o equilíbrio dos corpos rígidos. Na segunda unidade, realizaremos análises de estruturas e de forças que são aplicadas em vigas e cabos. Na terceira unidade, estudaremos a distribuição de forças pelos conceitos de centroides, baricentros e momento de inércia. Por fim, na quarta unidade, analisaremos as consequências de cargas axiais, de forças de torção, de flexão e de cisalhamento transversal.