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domingo, 9 de julho de 2017

Personagens da Engenharia - Galileo


As primeiras tentativas de encontrar dimensões seguras de elementos de estruturas analiticamente foram realizadas no século dezessete. O famoso livro Two New Sciences, de Galileo (1564 - 1642), mostra o esforço do autor em organizar métodos aplicáveis à análise de esforços em uma seqüência lógica. Este representa o início da resistência dos materiais como ciência.
O trabalho de Galileo no campo da mecânica dos materiais encontra-se nos dois primeiros diálogos de Two New Sciences, que também apresenta seus estudos em outros campos da mecânica. Ele começa com algumas observações feitas durante suas visitas a um arsenal veneziano e discute geometricamente estruturas similares. Ele afirma que se nós fizermos estruturas geometricamente similares, mas com o aumento progressivo de suas dimensões, então elas se tornam cada vez mais fracas. Para ilustrar esta ideia, ele diz: “Um pequeno obelisco ou coluna ou outra figura sólida pode certamente ser deitada ou colocada em pé sem perigo de se quebrar, enquanto que outras maiores são partidas em pedaços devido à mais sutil das perturbações, e isto exclusivamente por causa da ação de seu próprio peso.” Para provar tal afirmação, ele começa com uma consideração quanto à resistência de materiais submetidos à tensões simples, e atesta que a resistência de uma barra é proporcional à área de sua seção transversal e é independente de seu comprimento. Esta resistência da barra Galileo denomina “resistência absoluta à ruptura”.
Galileo também investiga a resistência de barras engastadas em apenas uma das extremidades e com uma carga na outra. Porém, ele assume incorretamente que os materiais sigam a lei de Hooke até o momento que eles se rompem. Desta forma, a teoria de Galileu acaba fornecendo valores de carga para a ruptura deste tipo de estrutura maiores que os aceitos atualmente como corretos. Mas ele leva suas investigações adiante e chega a relações coerentes entre os parâmetros da barra (comprimento, largura, espessura e área de sua seção transversal) e sua resistência “absoluta”.
Com seus experimentos e respectivas conclusões, Galileo faz a seguinte ressalva de aplicação geral: “Você pode ver plenamente a impossibilidade de se aumentar o tamanho de estruturas até vastas dimensões tanto na arte como na natureza; da mesma forma que é impossível a construção de barcos, palácios, ou templos de enorme tamanho de forma que seus remos, pátios, vigas, e todas as suas outras partes permaneçam unidas; também não consegue a natureza produzir árvores de tamanho exagerado porque seus galhos se quebrariam devido a seus próprios pesos; então, também seria impossível a construção de estruturas ósseas de homens, cavalos, e outros animais de forma a mantê-las unidas e permitir suas funções normais se estes animais fossem aumentados enormemente em altura; este aumento em altura poderia ser executado somente através do emprego de um material  mais firme e resistente que o normal, ou pelo alargamento do tamanho dos ossos, mudando assim suas formas até que a aparência dos animais sugerisse uma monstruosidade... Se o tamanho de um corpo é diminuído, a resistência daquele corpo não é diminuída na mesma proporção; de fato, quanto menor o corpo, maior é sua resistência relativa. Portanto, um pequeno cachorro provavelmente poderia carregar em suas costas dois ou três cachorros de seu próprio tamanho; mas eu acredito que um cavalo não conseguiria carregar nem mesmo um do seu próprio tamanho.”
Além das conclusões apresentadas acima, diversas outras são apresentadas e provadas por Galileo (através de exemplos, figuras e experiências) ao longo de “Two New Sciences”. E é graças ao sucesso e à coerência da maioria de tais observações, que esta é considerada por muitos como o ponto inicial da ciência da resistência dos materiais.


Texto original/Fonte: http://www.lem.ep.usp.br/pef2308/antigo/2001.1/intro_03.htm

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