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1 SEMANA
Segundo a ABNT NBR 8800:2008, é correto afirmar que o valor do coeficiente parcial de segurança
(coeficiente de ponderação da resistência) para o aço estrutural conforme combinações normais, quanto
ao Estado Limite Último por escoamento ou flambagem, equivale a
R= 1,
Para a ABNT NBR 8800:2008, o valor do coeficiente de ponderação de ação permanente do tipo peso
próprio de estruturas metálicas, segundo combinações normais desfavoráveis quanto ao Estado Limite
Último, equivale a:
R= 1,
De acordo com a ABNT NBR 8800:2008, é correto afirmar que o valor do coeficiente parcial de segurança (coeficiente de ponderação da resistência) para o aço estrutural conforme combinações normais, quanto ao Estado Limite Último por ruptura do material, equivale a:
R= 1,
Realizar as possíveis combinações últimas normais (Estado Limite Último) para uma barra de treliça constituída por perfil de aço, sujeita a uma força axial de tração. Tal força é originada a partir das seguintes ações:
Peso próprio da estrutura de aço: G 1 = 25 kN
Carga acidental (de uso e ocupação): Q 1 = 20 kN
Ação do vento de sobrepressão: Qv1 = 15 kN
Ação do vento de sucção: Qv2 = - 9 kN
Considerar que na construção não há predominância de pesos ou equipamentos que permanecem fixos por longos períodos de tempo, nem de elevadas concentrações de pessoas.
A partir das combinações determinadas, qual valor obtido para o esforço normal de tração será utilizado nas verificações de segurança quanto ao Estado Limite Último (ELU)?
R= 73,9 kN
Determinar a combinação quase-permanente (Estado Limite de Utilização) para uma barra de treliça de aço submetida à solicitação axial de tração, cujo esforço é originado a partir das seguintes ações:
Peso próprio da estrutura de aço: G 1 = 15,4 kN
Peso próprio de equipamentos fixos: G 2 = 18,2 kN
Carga acidental (de uso e ocupação): Q 1 = 14,5 kN
Ação do vento de sobrepressão: Qv1 = 15,6 kN
Ação do vento de sucção: Qv2 = -15,1 kN
Considerar que, na construção, não há predominância de pesos e de equipamentos que permanecem fixos por longos períodos de tempo, nem de elevadas concentrações de pessoas.
R= 37,95 kN
Efetuar as possíveis combinações últimas normais (Estado Limite Último) para uma barra de treliça constituída por perfil de aço, sujeita a uma força axial de tração. Tal força é originada a partir das seguintes ações:
Peso próprio da estrutura de aço: G 1 = 22 kN
Carga acidental (de uso e ocupação): Q 1 = 15 kN
Ação do vento de sobrepressão: Qv1 = 13 kN
Ação do vento de sucção: Qv2 = -6 kN
Considerar que na construção não há predominância de pesos ou equipamentos que permanecem fixos por longos períodos de tempo, nem de elevadas concentrações de pessoas.
A partir das combinações determinadas, qual valor obtido para o esforço normal de tração será utilizado nas verificações de segurança quanto ao Estado Limite Último (ELU)? Em caso de resposta decimal, considerar uma casa após a vírgula.
R= 60,9 kN
Efetuar as possíveis combinações últimas normais (Estado Limite Último) para uma barra de treliça constituída por perfil de aço, sujeita a uma força axial de tração. A força é originada a partir das seguintes ações características:
Peso próprio da estrutura de aço: G = 20 kN
Carga acidental (de uso e ocupação): Q 1 = 35 kN
Ação do vento de sobrepressão: Qv1 = 18 kN
Ação do vento de sucção: Qv2 = - 11 kN
Considerar que na construção não há predominância de pesos ou equipamentos que permanecem fixos por longos períodos de tempo, nem de elevadas concentrações de pessoas.
A partir das combinações determinadas, qual valor obtido para o esforço normal de tração será utilizado nas verificações de segurança quanto ao Estado Limite Último (ELU)? Em caso de resposta decimal, considerar uma casa após a vírgula
R= 92,62 kN
Na construção civil brasileira, os principais materiais aplicados com função estrutural são o aço, o concreto e a madeira. Com base nessas informações, e conforme apreciação das propriedades indicadas na tabela abaixo, analise as seguintes afirmativas relacionadas aos três materiais citados:
Com relação ao fenômeno de corrosão em estruturas de aço, analise as seguintes afirmativas:
I. A velocidade de corrosão depende da agressividade do ambiente. Quanto mais agressivo, maior será a velocidade de corrosão.
II. Pintura e galvanização são dois procedimentos muito utilizados para proteção de estruturas de aço contra corrosão.
III. Em elementos estruturais mistos de aço e concreto, a superfície dos perfis de aço pode não estar sujeita à corrosão dependendo do cobrimento empregado.
IV. Ambientes poluídos (devido aos vapores ácidos), locais juntos de piscinas (devido à presença de cloro) e orla marítima (devido à presença de cloreto de sódio) são exemplos de locais em que a corrosão pode ocorrer de forma mais acelerada.
De acordo com a análise efetuada, é possível concluir que as afirmativas CORRETAS são:
R= I, II, III e IV
Certo processo espontâneo provoca redução gradual das espessuras das chapas que compõem as seções transversais dos elementos estruturais de aço, podendo invalidá-los para as finalidades projetadas. Que processo espontâneo é esse? Marque a alternativa que contém a resposta correta.
R = Corrosão
Determinar as combinações de ações para uma diagonal de uma treliça de um telhado sujeito aos seguintes esforços normais oriundos de diferentes causas:
● Peso próprio da treliça e cobertura metálicas (G) Ng = 1,00 kN
● Vento de sobrepressão (V1) (Q) Nv1 = 1,50 kN
● Vento de sucção (V2) (Q) Nv2 = - 3,00 kN
● Sobrecarga variável (Q) Nq = 0,50 kN
Considerar que, na construção, há predominância de pesos que permanecem fixos por longos períodos de tempo. A partir das combinações efetuadas, definir o valor crítico (ou valores críticos) para o esforço normal solicitante de projeto.
R= Sd = 3,87 kN e Sd = - 3,20 kN.
2 SEMANA
Duas chapas 22 mm × 500 mm são emendadas por meio de talas com 2 × 8 parafusos de
diâmetro ϕ 22 mm (7/8"). Para essas chapas, determinar o valor mínimo para o esforço resistente
de tração, em kN, admitindo-se aço MR250 (ASTM A36).
R= 2500,00 kN
Duas chapas 22 mm × 400 mm são emendadas por meio de talas com 2 × 8 parafusos de
diâmetro ϕ 22 mm (7/8"). Para essas chapas, determinar o valor mínimo para o esforço resistente
de tração, em kN, admitindo-se aço MR250 (ASTM A36).
R= 1942,52 kN.
Duas chapas 300 mm × 20 mm são emendadas por traspasse, com parafusos d = 20 mm, sendo os furos realizados por punção. Calcular o valor mínimo para o esforço resistente de projeto das chapas (em kN), admitindo-as submetidas à tração axial. Considerar aço MR250 (A36).
R= 1364 kN.
Verificar o diâmetro mínimo, em mm, para a seção transversal circular do tirante de aço MR (ASTM A36) ilustrado na figura, sujeito a um esforço normal de tração. No local há elevadas concentrações de pesos fixos. Considerar que o esforço normal de tração é ocasionado pelas seguintes ações:
Peso próprio da estrutura metálica: Ng1 = 32 kN Peso dos outros componentes não metálicos permanentes: Ng2 = 73 kN Carga acidental (de ocupação): Nq = 35 kN Vento: Nv = 20 kN
R= 5,.
Uma peça com seção retangular, que será aplicada na composição de uma treliça, possui 180 mm de largura (b) e está sujeita a um esforço normal variável de tração (N) de 200 kN, conforme indicado na figura. O esforço é proveniente de uma situação de uso em geral. O aço empregado na constituição dessa peça é MR250 (A36). Dessa forma, indique a opção que corresponde corretamente ao valor da espessura mínima da peça, em mm, para que a segurança da estrutura não seja comprometida. Em caso de resposta decimal, considere uma casa após a vírgula.
R= 7,3 mm
O critério de dimensionamento em peças com furação deve-se observar com maior importância a região nas proximidades dos furos, pois é uma região onde apresentam tensões não uniformes no regime elástico.
Como visto nas leituras, marque com (V) de Verdadeiro e (F) de Falso as alternativas a seguir:
( ) A determinação da área da seção transversal líquida efetiva é necessária quando ocorre a concentração de tensões no segmento ligado e não distribuído em toda a seção da ligação, na qual a área líquida é corrigida por um fator de redução.
( ) Em perfis de chapas finas tracionadas e ligadas por conectores, além da ruptura da seção líquida, o colapso por rasgamento ao longo de uma linha de conectores pode ser determinante no dimensionamento gerando o cisalhamento de bloco.
( ) Em furação enviesada, é necessário pesquisar diversos percursos para encontrar o menor valor da seção líquida, uma vez que a peça pode romper segundo qualquer um desses percursos.
( ) Quando as cargas de tração aplicadas em uma peça com furos extrapola o limite de escoamento, ocorre a ruptura do material.
A alternativa que melhor representa a sequência correta é:
R= V, V, V, F
Na prática, diversos elementos estruturais são solicitados por tração, como barras de treliça e chapas que integram ligações. Em relação aos elementos estruturais de aço sujeitos à tração, analise as seguintes afirmativas:
I. Quando o elemento estrutural contém furos e é solicitado por tração, sua resistência deve ser estimada considerando a possível ruptura da seção com furos, além do escoamento generalizado que pode ocorrer ao longo de seu comprimento.
II. As peças que recebem furos não possuem seções enfraquecidas, uma vez que, quando solicitadas, ocorre redistribuição de tensão em seu interior.
III. As tensões em regime elástico, nas peças tracionadas com furos, não são distribuídas uniformemente. Nesse caso, verificam-se tensões mais elevadas nas proximidades dos furos.
IV. Nas peças tracionadas com furos, o escoamento da seção com furos produz um pequeno alongamento da peça e não constitui um estado limite.
De acordo com a análise efetuada, é possível concluir que as afirmativas corretas são:
R= I, III e IV
3 SEMANA
Em projeto de componentes que envolvem soldagem, o detalhamento na representação das soldas é muito importante para que haja precisão e organização durante as etapas de montagem e execução das estruturas. Na figura abaixo é apresentado um exemplo de representação de solda no projeto de um perfil T, e também uma tabela contendo os principais símbolos empregados na indicação de soldas em projetos.
Fonte (adaptado): FAKURY, Ricardo H.; SILVA, Ana L. R. C.; CALDAS, Rodrigo B. Dimensionamento básico de elementos estruturais de aço e mistos de aço e concreto. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2016.
Sobre a representação de solda indicada na figura acima, e com base nos símbolos verificados na tabela, analise as seguintes afirmativas:
I. O chanfro é realizado em forma de “ V”.
II. O tipo de solda empregada é de filete em ambos os lados (no lado da seta e no lado oposto).
III. A solda será executada em campo.
IV. O acabamento da solda é convexo.
Conforme análise, é possível concluir que estão corretas as afirmativas
R= II e III
Duas chapas de 204 mm × 12,7 mm (1/2") em aço MR250 (ASTM A36) são emendadas com
chapas laterais de 9,53 mm (3/8") e parafusos comuns (A307) com diâmetro de ϕ 25,4 mm (1").
Determinar o esforço resistente Rd relacionado ao corte duplo dos conectores (parafusos).
Determine, de acordo com a ABNT NBR 8800:2008, o esforço normal de compressão resistente de cálculo (Nd,res) para a coluna soldada (CS) indicada na figura abaixo, cujo comprimento (L) é de 3 m. A coluna é simplesmente apoiada em relação aos dois eixos de análise.
Aço A-36 (MR250) – Propriedades: fy = 25 kN/cm^2 ; fu = 40 kN/cm^2 ; E = 20000 kN/cm^2.
Perfil CS 700x458 kg/m – Propriedades:
d = 700 mm
h = 637 mm
tw = 22,4 mm
tf = 31,5 mm
bf = 700 mm
Em caso de resposta decimal, arredondar o número conforme o inteiro mais próximo.
R= Nd,res = 13060 kN
“As ligações em estruturas metálicas são constituídas por dois tipos de componentes: os elementos de ligação e os dispositivos de ligação.
Os elementos de ligação são componentes que facilitam ou que permitem a transmissão dos esforços gerados na estrutura, entre estes elementos têm-se os enrijecedores, as placas de base, as cantoneiras de assento, as chapas de nó (ou chapas de gusset), as cobrejuntas de alma e de mesa, entre outros.
Os dispositivos de ligação são os componentes que proporcionam a união entre os elementos de ligação e as partes da estrutura que se deseja conectar, entre estes componentes têm-se as soldas e os conectores. Esses conectores, de uma maneira geral, são divididos em parafusos comuns e de alta resistência, rebites e barras rosqueadas”.
Fonte: VALENCIANI, V. C. Ligações em estruturas de aç o. São Carlos, 1997, 309p. Dissertação (Mestrado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, 1997.
Com base nas informações apresentadas e estudadas, classifique as afirmativas, marcando com (V) de Verdadeiro e (F) de Falso.
A seguir assinale a alternativa correta.
( ) Os rebites são instalados a frio durante a execução de uma ligação.
( ) Os parafusos comuns são muito utilizados e atuam em uma ligação apresentando resistência ao corte.
( ) Os parafusos de alta resistência têm uso específico, principalmente quando é necessário o uso do atrito entre as chapas para realizar o dimensionamento.
( ) Nos parafusos que são aplicados esforços de tração, ou protendidos, devido ao aperto por meio de porcas e arruelas são parafusos que não suportam o esforço de corte.
( ) Os rebites são conectores resistentes ao corte e permitem a considerar na ligação ao atrito das chapas para o dimensionamento.
R= F, V, V, F, F
“Do ponto de vista econômico, as juntas soldadas normalmente são mais interessantes que as parafusadas, pois conduzem a detalhes mais simples e envolvem uma menor quantidade de elementos (chapas de topo, cobrejuntas etc.). Entretanto, requer mão de obra mais qualificada e particulares condições de execução, o que as tornam muitas vezes inadequadas para o trabalho de campo (obra). Nas publicações mais antigas, é comum encontrar a seguinte observação: as ligações soldadas são mais interessantes para a execução em fábrica e as ligações parafusadas para execução na obra. Com o avanço e a automatização dos processos de soldagem, assim como dos meios de inspeção e controle de qualidade, a tendência é que as ligações soldadas passem a ser cada vez mais interessantes nas ligações de obra”.
Fonte: VALENCIANI, V. C. Ligações em estruturas de aç o. São Carlos, 1997, 309p. Dissertação (Mestrado) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, 1997.
Com base nas informações apresentadas e estudadas, classifique as afirmativas marcado com (V) de Verdadeiro e (F) de Falso.
Assinale a alternativa correta.
( ) Eletrodos manuais revestidos têm o seu revestimento consumido juntamente com o eletrodo;
( ) Arco submerso em material granular fusível utiliza o processo de soldagem na qual o eletrodo permanece em contato com o material granular.
( ) Arco elétrico com fluxo no núcleo é comumente conhecido como solda MIG ou MAG.
( ) Arco elétrico com fluxo no núcleo possui um eletrodo em formato de tubo fino com preenchimento de material responsável pela proteção durante a fusão.
( ) Para obter um bom resultado na soldagem é necessário que o local de contato da fusão seja livre de impurezas, a fim de não contaminar o cordão de solda.
R= V, F, F, V, V
As soldas, apesar de serem meios de ligação viáveis para estruturas de aço, podem apresentar vários tipos de defeitos. Esses defeitos podem acarretar consequências danosas, como redução da capacidade resistente da ligação e agravamento de problemas de fadiga. Dessa forma, analise as afirmativas a seguir, marcando “ V” de “ Verdadeiro” caso seja indicado um defeito
Com relação às principais definições empregadas no contexto das soldas do tipo filete , associe os termos que representam corretamente essas definições e assinale a alternativa correta.
(1) é relacionada à espessura mais desfavorável.
(2) é o menor lado da solda filete.
(3) corresponde ao ponto de união dos lados da solda filete.
R= (1) garganta; (2) perna; (3) raiz.
Uma placa de aço 12 mm, submetida à tração axial, está ligada a uma outra placa 12 mm formando um perfil T, por meio de solda de entalhe com penetração total. Determinar o esforço resistente Rd da solda, considerando eletrodo E60, aço MR250 (ASTM A36), e ação variável de utilização.
Adotar L = 150 mm. Resistência à ruptura da solda (E60): fw = 415 MPa.
R= Rd = 409 Kn
Em estruturas de aço, as ligações são classificadas conforme o grau de impedimento da rotação relativa das barras conectadas. Na figura abaixo são indicadas algumas ligações de viga e pilar de alma cheia (perfil I ou H) que são frequentemente empregadas na prática, de acordo com a utilização de parafusos e soldas.
Fonte (adaptado): FAKURY, Ricardo H.; SILVA, Ana L. R. C.; CALDAS, Rodrigo B. Dimensionamento básico de elementos estruturais de aço e mistos de aço e concreto. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2016.
Com base nessas informações, classifique as ligações (1, 2, 3, 4 e 5) apresentadas na figura, como rígidas ou flexíveis. Em seguida, marque a opção que apresenta a resposta correta.
R= Ligações flexíveis: 1, 4 e 5; Ligações rígidas: 2 e 3.
4 SEMANA
Segundo a ABNT NBR 8800:2008, qual os valores recomendados para os coeficientes de flambagem das colunas indicadas?
Considerar que:
K 1 : referente à coluna simplesmente apoiada.
K 2 : referente à coluna apoiada e engastada.
K 3 : referente à coluna engastada e livre.
K 4 : referente à coluna biengastada.
R= K 1 = 1,0; K 2 = 0,8; K 3 = 2,1; K 4 = 0,
Em relação à instabilidade por flambagem de peças comprimidas, é necessário determinar a carga máxima a ser aplicada, também chamada de carga crítica de flambagem ou carga crítica de Euler, que investigou inicialmente o processo de instabilidade de colunas. As colunas sofrem flambagem em torno do eixo principal da seção transversal que tenha o menor momento de inércia (o eixo menos resistente).
Com base nas informações apresentadas e estudadas, assinale a alternativa CORRETA, marcando com (V) de Verdadeiro e (F) de Falso as alternativas a seguir:
( ) A carga crítica é a maior carga que pode ser aplicada para que não ocorra a flambagem.
( ) O formato e o tipo de material que compõe a peça influenciam na carga crítica.
( ) Quanto maior o comprimento da peça, maior é a carga crítica que a peça comprimida pode suportar, considerando que seja o mesmo perfil com as mesmas propriedades.
( ) Tendo uma carga aplicada de 100 kN em uma peça comprimida e uma carga crítica de 150 kN, quer dizer que a peça não apresenta segurança quanto às condições de flambagem.
R= V, V, F, F
III. O esforço cortante máximo ocorre num dos apoios internos, localizado a 8 m da extremidade esquerda da viga. O valor desse esforço cortante máximo é considerado na verificação da viga quanto ao cisalhamento.
IV. Se os apoios forem pilares, é possível concluir que as forças axiais de compressão transmitidas pela viga a esses pilares são, respectivamente, 8,2 kN, 50,8 kN, 66,1 kN e 19,9 kN (considerando a ordenação da esquerda para a direita).
Conforme análise, é possível concluir que estão corretas as observações
R= III e IV
Determine, de acordo com a ABNT NBR 8800:2008, o esforço normal de compressão resistente de cálculo (Nd,res) para a coluna soldada (CS) indicada na figura abaixo, cujo comprimento (L) é de 4,5 m. A coluna é simplesmente apoiada em relação aos dois eixos de análise.
Aço A-36 (MR250) – Propriedades: fy = 25 kN/cm^2 ; fu = 40 kN/cm^2 ; E = 20000 kN/cm^2.
Perfil CS 650x345 kg/m – Propriedades:
d = 650 mm
h = 600 mm
tw = 19,0 mm
tf = 25,0 mm
bf = 650 mm
Em caso de resposta decimal, arredondar o número conforme o inteiro mais próximo.
R= Nd,res = 9572 Kn
Determine, de acordo com a ABNT NBR 8800:2008, o esforço normal de compressão resistente de cálculo (Nd,res) para a coluna soldada (CS) indicada na figura abaixo, cujo comprimento (L) é de 6 m. A coluna é simplesmente apoiada em relação aos dois eixos de análise.
Aço A-36 (MR250) – Propriedades: fy = 25 kN/cm^2 ; fu = 40 kN/cm^2 ; E = 20000 kN/cm^2.
Perfil CS 650x345 kg/m – Propriedades:
d = 650 mm
h = 600 mm
tw = 19,0 mm
tf = 25,0 mm
bf = 650 mm
Em caso de resposta decimal, arredondar o número conforme o inteiro mais próximo.
R= Nd,res = 9268 Kn
Calcular o momento fletor resistente de uma viga de alma cheia indicada, em kN ∙ cm. A viga possui vão de 8 m, é contida lateralmente e não possui enrijecedores. Adotar aço MR250.
Perfil VS 600×111 kg/m:
d = 600 mm
h = 568 mm
tw = 8 mm
tf = 16 mm
bf = 300 mm
R= Md,res = 79835 kN ∙ cm.
Ação do vento de sucção: Qv2 = -10 kN
Considerar que, na construção, não há predominância de pesos e de equipamentos que permanecem fixos por longos períodos de tempo, nem de elevadas concentrações de pessoas.
A partir das combinações determinadas, qual valor obtido para o esforço normal de tração será utilizado nas verificações de segurança quanto ao Estado Limite Último (ELU)?
R= 56,7 Kn
Determinar o esforço normal de tração resistente para uma barra de madeira com seção transversal retangular, com dimensões 6 × 12, segundo os requisitos de segurança quanto ao Estado Limite Último (ELU). A madeira utilizada é conífera e serrada de 2ª categoria, com classe de resistência C20. Considerar classe de carregamento de longa duração e classe de umidade 2.
Em caso de resposta decimal, considerar uma casa após a vírgula.
R= Nd,res = 57,6 kN
Determinar o esforço normal de tração resistente para uma barra de madeira com seção transversal retangular, com dimensões 6 × 12, segundo os requisitos de segurança quanto ao Estado Limite Último (ELU). A madeira utilizada é dicotiledônea e serrada de 2ª categoria, com classe de resistência C60. Considerar classe de carregamento de longa duração e classe de umidade 1.
Em caso de resposta decimal, considerar uma casa após a vírgula.
R= Nd,res = 172,8 kN.
Determinar o esforço normal de tração resistente para uma barra de madeira com seção transversal retangular, com dimensões 6 × 16, segundo os requisitos de segurança quanto ao Estado Limite Último (ELU). A madeira utilizada é dicotiledônea e serrada de 2ª categoria, com classe de resistência C40. Considerar classe de carregamento de longa duração e classe de umidade 4.
Em caso de resposta decimal, considerar uma casa após a vírgula.
R= Nd,res = 122,9 kN
Determinar o esforço normal de tração resistente para a barra de madeira com seção transversal quadrada, lado de 12 cm, segundo os requisitos de segurança quanto ao Estado Limite Último (ELU). A madeira utilizada é dicotiledônea e serrada de 2ª categoria, com classe de resistência C30. Considerar classe de carregamento de longa duração e classe de umidade 3.
R= Nd,res = 138 kN.
De acordo com a ABNT NBR 7190:1997, qual o valor máximo permitido para o diâmetro de um parafuso metálico em uma ligação de corte simples, em função da menor espessura (t) da peça de madeira?
R= d = 0,5 t.
Segundo a ABNT NBR 7190:1997, quais os valores mínimos esperados para as espessuras das peças de madeira em uma ligação pregada de corte simples, em função do diâmetro (d) do prego?
Assumindo que t é a menor espessura de penetração do pino e def = d 0.
R= t = 4d e t 4 = 12d.
Determinar a resistência de projeto (Rd) ao corte da ligação com prego 22×54, que liga duas peças tracionadas de madeira eucalipto citriodora, conforme recomendações da ABNT NBR 7190:1997. Considerar classe de carregamento de longa duração, classe 3 de umidade e madeira serrada de 2ª categoria. Atribuir o valor característico da resistência à compressão paralela às
fibras (fc0,k) do eucalipto critiodora como 43,4 MPa, e o valor característico da resistência ao
escoamento do prego como 600 MPa.
Adotar:
d = 5,4 mm.
t 1 = 40 mm.
t 2 = 120 mm.
t 4 = 87 mm.
RVd1 = 1200 N.
