Vamos lá, futuros aprovados!!

Para resolver essa questão teremos de usar o princípio da superposição, ele enuncia que podemos calcular a tensão resultante dessa combinação de cargas somando a tensão provocada por cada um desses carregamentos separadamente (tensão cisalhamente com tensão cisalhamente de mesmo plano e tensão normal com tensão normal de mesmo sentido, obviamente).

Agora vamos calcular a tensão provocada por cada carregamento separadamente:

Tensão cisalhamente provocada pelo torque:

&xz = (T * c)/J

T = torque // c = ponto mais distante do eixo neutro // J = momento polar de inércia de um eixo maciço

&xz = T * (D/2)/{[pi * (D/2)^4]/2}

&xz = (16 * T)/(pi * D^3)

Podemos ver que a tensão cisalhamente que nós descobrimos já corresponde à proposta pela questão...

Calculando a tensão imposta pela força P,

$x1 = -P/A = -P / [pi * (D/2)^2]

$x1 = (-4 * P)/(pi * D^2)

Sinal negativo em virtude de ser um esforço compressivo.

A força F desenvolve na barra dois tipos de tensão, uma tensão normal em virtude do momento fletor e também um esforço cisalhante pelo esforço cortante, entretanto, no ponto C (nosso objeto de estudo na questão) a tensão cisalhamente será zero (seria máxima caso o ponto fosse orientado no eixo neutro), logo, só calcularemos a tensão normal desenvolvida pelo momento fletor.

$x2 = (M * c)/I

M = momento fletor // c = ponto mais distante do eixo neutro // I = momento de inércia de área de um eixo maciço

$x2 = [-F * L * (D/2)]/{[pi * (D/2)^4]/4}

$x2 = (-32 * F * L)/(pi * D^3)

Sinal negativo em virtude de ser um esforço compressivo no ponto de estudo. Aplicando o princípio da superposição:

$x = (-4 * P)/(pi * D^2) + (-32 * F * L)/(pi * D^3)

&xz = (16 * T)/(pi * D^3)

Fui prolixo e dificultei o entendimento? Sugiro o tópico 8.2 do livro do Hibleler de resistência dos materiais, ele comentará de forma ilustrativa de tensões com carregamentos combinados.

No mais, Deus abençoe nós dois :)