Inércia (Estrutural)
Introdução
Em geral
Na engenharia estrutural, o segundo momento de área, também chamado de segundo momento de inércia ou momento de inércia de área, é uma propriedade geométrica da seção transversal de elementos estruturais. Fisicamente, o segundo momento de inércia está relacionado com as tensões e deformações máximas que surgem devido à flexão num elemento estrutural e, portanto, juntamente com as propriedades do material, determina a resistência máxima de um elemento estrutural à flexão.
O segundo momento da área é uma quantidade cujas dimensões são o comprimento elevado à quarta potência (não deve ser confundido com o conceito físico relacionado de inércia rotacional cujas unidades são massa vezes comprimento ao quadrado). Para evitar confusão, alguns engenheiros chamam o momento com unidades de massa descritas neste artigo de "momento de inércia de massa".
Definição
Dada uma seção plana transversal Σ de um elemento estrutural, o segundo momento de inércia é definido para cada eixo coordenado contido no plano da seção Σ pela seguinte fórmula:.
Onde:.
Principais momentos de inércia
Se considerarmos novamente uma seção transversal plana Σ e parametrizá-la usando coordenadas retangulares (x,y), então podemos definir dois momentos de inércia associados à flexão de acordo com X ou de acordo com Y além do produto de inércia por:.
Esses momentos definem os componentes de um tensor de segunda ordem:
Os eixos são considerados eixos principais de inércia se I = 0, e nesse caso podemos escrever a tensão perpendicular associada à flexão desviada simples do elemento estrutural em torno de cada ponto da seção Σ estudada como:.
Sendo M e M as componentes do momento fletor total na seção Σ. As unidades do Sistema Internacional de Unidades para o segundo momento de inércia são comprimento elevado à quarta potência; na prática, a maioria das seções utilizadas em engenharia são fornecidas em (cm). Se os eixos de referência utilizados não forem necessariamente eixos principais, a expressão completa da tensão em qualquer ponto genérico é dada por:.