Em estruturas e sistemas mecânicos, as cargas distribuídas representam forças aplicadas ao longo de uma área ou comprimento, em vez de atuarem em um ponto específico. Esse tipo de carga é comum em vigas, pontes, paredes e outras estruturas, onde forças como peso próprio ou pressão se distribuem sobre uma superfície.

Cargas Distribuídas Retangulares

Em uma carga distribuída retangular, a intensidade da força é constante ao longo de todo o comprimento onde está aplicada. A força concentrada equivalente a essa distribuição é representada pela área da carga, calculada como a base (b) multiplicada pela altura (h) da distribuição.

• A força total é F = b × h, onde h é a intensidade constante da carga por unidade de comprimento.
• O ponto de aplicação da força concentrada fica no centro do comprimento onde a carga atua, simplificando a análise.

Cargas Distribuídas Triangulares

Em uma carga distribuída triangular, a intensidade da força varia linearmente, de zero em um dos extremos até um valor máximo no outro. A força concentrada equivalente será igual à área do triângulo formado pela distribuição, ou seja, F = (1/2) × b × h, onde b é o comprimento da base e h a altura máxima da carga.

• O ponto de aplicação da força resultante está localizado a 1/3 do comprimento total da base do triângulo a partir do ponto onde a intensidade da carga é máxima.

Cargas Complexas e Funções de Carga

Cargas complexas possuem variações não lineares na intensidade, onde a carga é representada por uma função matemática (como uma função polinomial ou exponencial) em vez de uma forma geométrica simples. A força concentrada equivalente é dada pela área sob a curva da função de carga.

• Para calcular a força total e o ponto de aplicação da resultante, é necessário integrar a função de carga ao longo do comprimento onde a força se distribui. A integral da função sobre o comprimento fornece a força total, enquanto o cálculo do centroide representa o ponto de aplicação da força resultante.

Aplicação da Decomposição

Para qualquer tipo de carga distribuída, o processo de decomposição visa:

• Determinar a Força Concentrada Equivalente: Em todos os casos, essa força concentrada é igual à área da carga representativa (por exemplo, b × h para uma carga retangular, (1/2) × b × h para uma carga triangular, ou a integral de uma função para cargas complexas).
• Localizar o Ponto de Aplicação da Resultante: Esse ponto representa o local onde a força concentrada equivalente atuará, facilitando os cálculos de momentos e reações de apoio.

Esses conceitos de decomposição de forças e força concentrada equivalente permitem simplificar a análise estrutural, especialmente na determinação de forças internas e reações de apoio em estruturas.