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Produção Textual em Grupo - PTG

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29
ANHANGUERA EDUCACIONAL
POLO DE APOIO PRESENCIAL DE PELOTAS - RS
ENGENHARIA CIVIL
ALEX SANDRO VASCONCELOS SOUSA
ANGELI TAVARES DIAS
ANGÉLICA FINKENAUER
CARLOS RODRIGO EICHHOLZ UARTH
DAVI ROCKEMBACH BORGES
RAFAEL SILVA DA ROSA
RENATA DE SOUZA BRAGA
Cortes de chapa de aço
Corte A plasma
PELOTAS RS
2
2019
14
ALEX SANDRO VASCONCELOS SOUSA
ANGELI TAVARES DIAS
ANGÉLICA FINKENAUER
CARLOS RODRIGO EICHHOLZ UARTH
DAVI ROCKEMBACH BORGES
RAFAEL SILVA DA ROSA
RENATA DE SOUZA BRAGA
Cortes de chapa de aço
Corte A plasma
Relatório apresentado ao curso de Engenharia Civil da Faculdade Anhanguera Educacional, requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.
Orientador (a): Carlos Alberto G. S. Machado
PELOTAS RS
2019
14
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO	05
2. TIPOS DE AÇO	06
2.1. Vantagens	06
3. CIÊNCIA DOS MATERIAIS	08
3.1 Classificação Normativa	08
3.2 Composição	08
3.3 Diagrama	09
4. ALGORITMOS E LÓGICA DE PROGRAMAÇÃO	11
4.1. O algoritmo	11
4.2. Definição de Corte a Plasma	12
5. CRIAÇÃO DO MOLDE DE UMA PEÇA	14
6. FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL: MECÂNICA	15
6.1. Sistemas de Muitas Partículas	15
6.2. Centro de Massa, Centro de Gravidade e Seu Movimento	16
6.3. Forças Internas	19
6.4. Forças Externas	20
6.5. Equilíbrio no Cotidiano	21
7. UTILIZANDO O CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL II	24
7.1. Cálculo do Centro de Massa da Peça Criada (Modo Analítico)	24
7.2. Cálculo do Centro de Massa da Peça Criada (Integrais) 	24
7.3. Cálculo das Coordenadas Centrais x, y de Cada Parte da Figura	27
8. EXPERIMENTO COMA PEÇA	28
9. CONCLUSÕES	29
REFERÊNCIAS	30
1 INTRODUÇÃO
Com a evolução histórica da indústria siderúrgica e seu aprimoramento em materiais e maquinários, além da necessidade trazida pelo mercado consumidor, houve uma melhor manipulação e utilização de chapas de aço, diversificação em seu uso e formas de fabricação e manufaturamento.
A parte inicial do processo de produção das chapas de aço acontece na mineração. O minério extraído é levado ao alto forno da siderúrgica onde é transformado em ferro gusa. Esse processo elimina outros tipos de componentes, como terra e demais impurezas que não sejam ferro. Com a matéria-prima pronta, podem-se obter diversos tipos de aço.
O uso de estruturas metálicas vem crescendo bastante nos últimos anos nos diversos setores do mercado. Como exemplo, na indústria automobilística, sua utilização tem importância fundamental no suporte à linha de produção e montagem. A indústria automobilística é a segunda que consome mais aço no Brasil, perdendo apenas para o setor de construção civil. Uma pesquisa realizada pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) mostra que o aço corresponde a quase 56% do peso de um carro, sendo mais aproveitado na carroceria dos veículos e autopeças como eixo, rodas, parafusos, biela, cilindro, estrutura do banco, entre outras.
Este relatório apresenta em formato teórico-prático, o desenvolvimento de um processo de usinagem não convencional de cortes de chapa de aço a plasma, onde através dos diversos referenciais pesquisados e tarefas pré-programadas, vamos discorrer sobre o processo de fabricação de componentes e chapas metálicas.
 Inicialmente, faremos uma breve explanação sobre os tipos de aços e seus usos, características específicas que os diferem, possibilitando uma ampla utilização do material. 
Para o desenvolvimento das atividades, vamos utilizar os conceitos interdisciplinares da ciência dos materiais e da física, bem como, a geometria analítica e a álgebra vetorial, o cálculo diferencial e integral e o uso dos algoritmos e lógica de programação. 
2 TIPOS DE AÇO
Há vários tipos de aços, entre os mais comuns estão o aço de baixo carbono, o aço inoxidável e o aço patinável.
O aço debaixo carbono é o mais empregado na indústria automobilística devido à sua maleabilidade, ou seja, capacidade de assumir diferentes formas exigidas nas peças dos automóveis.  São facilmente usináveis e soldáveis, e apresentam baixo custo de produção. A quantidade máxima de carbono nesse aço não pode ser superior a 3%. É mais utilizado nas carrocerias dos veículos e tem um acabamento fosco comparável a um ferro fundido.
O aço inoxidável ou aço inox, como é popularmente conhecido, tem um elevado teor de cromo em sua composição. O cromo forma uma camada invisível no aço que evita sua corrosão e coloração. Esse revestimento faz com que o aço inox seja um material muito atraente no seu estado natural, sem precisar ser pintado ou receber algum outro tipo de tratamento especial.
O aço patinável se destaca pela resistência à corrosão atmosférica. Dependendo das condições do meio ambiente e do tempo de exposição a elas, essa resistência pode ser de cinco a oito vezes, maior que a dos aços-carbono. Os aços patináveis são encontrados no Brasil sob a forma de chapas e bobinas de siderúrgicas e possuem denominações comerciais específicas. Esses produtos são chamados de “de baixa liga”, que além da resistência à corrosão, apresentam boa soldabilidade.
2.1 Vantagens
São várias as vantagens da utilização de estruturas metálicas na indústria automobilística. Algumas delas são:
Baixa necessidade de manutenção: O aço é um material de alta durabilidade, a manutenção é simples e exige poucas ações preventivas e corretivas. Além disso, a resistência mecânica e a fatores como fogo, impactos e efeitos naturais prolonga ainda mais a vida útil desse material. 
Devido à necessidade de fazer carros mais leves e mais seguros, a indústria automobilística está substituindo o aço convencional por chapas de alta resistência. Os diferentes tipos de aço permitem uma maior variedade às montadoras.
Para tanto, percebe-se que a Siderurgia é a ciência que estuda a produção de aços. O processo Siderúrgico está dividido em três grandes etapas: Redução, Refino e Conformação Mecânica. A redução é a etapa que visa transformar os minérios de Ferro em Ferro gusa (redução em alto forno) ou Ferro esponja (redução direta). O refino envolve os processos de transformação dos produtos da redução dos minérios de Ferro em aço, com composição química adequada ao uso. Por último, a conformação mecânica visa à transformação mecânica dos aços em produtos que possam ser utilizados pela indústria e envolve, de forma geral, a laminação, trefilação e o forjamento.
De forma geral, podemos apresentar linhas de produtos siderúrgicos, conforme segue:
Produtos Semi-acabados: constituídos pelos blocos, tarugos e Placas.
Produtos Não-Planos (Longos): englobam os perfis (U, H, T, I, L), barras quadradas e redondas, vergalhões, fios e arames.
Produtos Planos a Quente: constituídos pelas chapas grossas e finas a quente, podendo ser fornecidas em bobinas.
Produtos Planos a Frio: incluem as chapas a frio e folhas não revestidas.
Produtos Revestidos: grupo que engloba as chapas e bobinas galvanizadas, chumbadas, folhas-de-flandres e folhas cromadas.
3 CIÊNCIA DOS MATERIAIS
3.1 Classificação Normativa
 Vamos começar com a classificação normativa que é a classificação dos aços, segundo as normas da SAE (Society of Automotive Engineers - EUA). A classificação é baseada na composição química do aço. Cada composição corresponde a uma numeração com 4 ou 5 dígitos. Nelas, os 2 dígitos finais indicam a porcentagem de carbono contida no material, podendo variar entre 0,05% a 0,95% de carbono. Se ultrapassar 1,00% de carbono, então o final terá 3 dígitos e a classificação um total com 5 dígitos.
3.2 Composição 
Pelas normas da SAE, na composição química do aço 1020, temos que, o número 10 é a classe do aço: ou seja, aço carbono. E o número 20 significa 0,20% percentual médio de carbono. Essa variação causa mudanças nas propriedades. O aço 1020, pela sua classificação, é macio, o que o torna resistente à ruptura, também não adquire têmpera, é maleável e fácil de soldar. Usado geralmente em peças de mecânica em geral. -------------------------------------------------------------------------
 É um dos aços mais comuns.Utilizado como aço para cementação, com excelente relação custo benefício comparado com aços ligados ao mesmo propósito. A microestrutura presente neste aço no seu estado normalizado é a perlita fina e a ferrita.
 
 Fotos ilustrativas Aço SAE 1020
A estrutura cristalina é formada como estão espacialmente ordenados os átomos ou moléculas que o constituem. No aço SAE 1020, a estrutura inicial é (CCC), estrutura Cúbica de Corpo Centrado. Ela contém um átomo em cada vértice do cubo e um átomo em seu centro, essas estruturas se mantêm até a temperatura de 912°C, e também em uma temperatura acima de 1394°C até 1535°C. Já na temperatura entre 912°C até 1394°C, a estrutura é (CFC), estrutura Cúbica de Face Centrada. Ela contém um átomo em cada vértice do cubo além de um átomo em cada face do cubo. Na imagem a seguir a forma das estruturas CCC e CFC.
Imagem ilustrativa: estrutura conforme temperatura
3.3 Diagrama
 
O diagrama, apresentado a seguir, é geralmente representado até 6,7% de carbono porque esse elemento forma com o ferro o composto Fe3C. Corresponde a liga binária Fe-C, o ponto eutetóide no diagrama corresponde a 0,77% de carbono. O ferro puro apresenta-se sob a forma alotrópica até 912°C, ou seja, ferro alfa é CCC e depois dessa temperatura até 1394°C o ferro gama se torna CFC. A principal conseqüência, o ferro gama pode manter em solução o carbono, já o ferro alfa não. 
 A solução sólida de carbono no ferro gama é chamada de austenita. Esse constituinte aparece somente em temperaturas elevadas. Entretanto a solubilidade do carbono no ferro gama não é ilimitada. À medida que a temperatura cai, a quantidade de carbono solúvel no ferro diminui até que a 727°C ela é de apenas 0,77%. A solubilidade do carbono em ferro alfa não é totalmente nula.
A temperatura ambiente, cerca de 0,008% se dissolve e essa quantidade aumenta até a temperatura de 727°C onde 0,02% de carbono pode se dissolver no ferro alfa. Por isso costuma-se considerar como aços as ligas de ferro carbono de 0,008 a 2,11% e ferro comercialmente puro até 0,008%. Na linha A1 do diagrama, abaixo dela, não pode existir ferro gama, a área Austenita indica a solubilidade máxima do carbono no ferro gama. Segue na imagem:
 Diagrama de Equilíbrio Fe-C 
4. ALGORITMOS E LÓGICA DE PROGRAMAÇÃO
O Processo de Corte a Plasma foi desenvolvido desde os anos 50, para cortar metais condutores, principalmente o aço inoxidável e o alumínio. Hoje é o processo com maior crescimento na indústria em geral, uma excelente ferramenta para o corte de metais, em virtude da velocidade e precisão. (Redação Indústria Hoje, 2013)
4.1 O algoritmo 
 A seguir o algoritmo criado para o corte a plasma, nas chapas de aço carbono. O algoritmo foi elaborado na linguagem C com o programa DEV-C++.
#include <cstdlib>
#include <iomanip>
#include <string.h>
#include <locale.h>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{//inicio
 setlocale(LC_ALL,"Portuguese");
 int tgc, n;
 cout << "Corte a Plasma em Chapa de Aço Carbono" ;
 cout << "\nNovo Corte, Sim (1) ou Nao (0)n..:";
 cin >> n;
 while(n==1){
 cout << "\nEntre com a Temperatura, opções.:";
 cout << "\n*|25|*|40|*|60|*|80|*|100|*...:";
 cin >> tgc;
 if(tgc==25){
 cout << "Corte em Chapa de Aço de 0,5mm"<< endl; 
 cout << "Velocidade de Corte 10540 mm/min" << endl;} 
 else{
 if(tgc==40){
 cout << "Corte em Chapa de Aço de 1,5mm" << endl;
 cout << "Velocidade de Corte 5600 mm/min" << endl;}
 else{
 if(tgc==60){
 cout << "Corte em Chapa de Aço de 3,0mm" << endl;
 cout << "Velocidade de Corte 5400 mm/min" << endl;}
 else{
 if(tgc==80){
 cout << "Corte em Chapa de Aço de 6,0mm" << endl;
 cout << "Velocidade de Corte 2700 mm/min" << endl;}
 else {
 if(tgc==100){
 cout << "Corte em Chapa de Aço de 12,0 ou 19,0 ou 25,0mm" << endl;
 cout << "Velocidade de Corte 1500 ou 660 ou 460 mm/min" << endl;} else {
 cout << "**Temperatura Inválida**" << endl;}
 }
 }
 }
 }
 cout << "\nNovo Corte, Sim (1) ou Nao (0)n..:";
 cin >> n;
}
 cout << "Fim do Programa!" << endl;
 system("PAUSE");
 return EXIT_SUCCESS;
 return 0;
}//fim
4.2 Definição de Corte a Plasma 
O corte a Plasma é um processo que utiliza um bico com um orifício para constringir o gás ionizado em alta temperatura até que possa ser utilizado para cortar secções de metais, como o aço carbono (Redação Indústria Hoje, 2013). 
	No algoritmo de corte a Plasma apresentado, é solicitada ao operador, uma temperatura válida, e é fornecida na tela, a espessura do material a ser cortado, e o tempo estimado para o corte. Caso a temperatura fornecida pelo operador não seja válida, uma mensagem de temperatura inválida é apresentada, e assim uma nova entrada é solicitada. A cada corte realizado, o algoritmo questiona sobre realizar ou não realizar mais um corte. 
Imagem do algoritmo realizado na ferramenta DEV C++.
Imagem do algoritmo realizado na ferramenta DEV C++ e prompt de comando.
5 CRIAÇÃO DO MOLDE DE UMA PEÇA
6. FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL: MECÂNICA 
6.1 Sistemas de Muitas Partículas
Sistemas de partículas ou sistemas de pontos materiais são sistemas constituídos por duas ou mais partículas, independendo da geometria do sistema e, podendo estas partículas ter ou não a mesma massa, diâmetro ou comprimento. A Figura (1), nos mostra alguns exemplos de sistemas com mais de uma partícula independente de sua geometria.
 Figura 01
Figura (1) - (a) Átomo de hidrogênio, constituído por um próton em seu centro, e por um elétron em sua eletrosfera representando um sistema com somente duas partículas. (b) Sistema complexo de simulação computacional onde temos um conjunto de monômeros representando um sistema de n partículas. (c) Chave inglesa. Esta imagem representa um conjunto de partículas que formam um corpo rígido, ou seja, um conjunto de partículas que permanecem constantes durante a evolução temporal. [1] Se tratando do estudo de um sistema com mais de uma partícula, faz-se necessário compreendermos independentemente a cada uma destas partículas no que diz respeito a sua massa, sua posição e também sua velocidade. Para que possamos expressar de maneira mais clara esta observação, é preciso introduzir uma notação adequada para tal. Esta notação será apresentada na Figura (2).
 Figura 02
Figura (2) - Imagem ilustrativa da notação para uma partícula que chamaremos de partícula i, onde também estão presentes as notações para sua massa mi, do vetor velocidade vi e do vetor posição ri. [2]
Tendo posse desta notação, simplificamos o entendimento do assunto em questão, tendo em vista que agora podemos “nomear” uma partícula como referência, à qual chamaremos de i-ésima partícula, conforme ilustrado na Figura (2). Para o caso de um sistema dotado por mais de uma partícula, sendo este com um pequeno número destas ou em porte de um grande número de partículas (n-partícula), a cada partícula deste sistema deve ser associado a sua massa, tal qual um vetor posição, conforme ilustrado na Figura (3), isto, para que cada uma destas partículas seja localizada espacialmente, da mesma maneira em que o valor associado de sua massa, são partes essenciais para que possamos chegar ao cálculo do que chamamos de Centro deMassa.
 Figura 03.
Figura (3) - Ilustração de um sistema com várias partículas, com suas respectivas massas e seus vetores posição. [3]
6.2 Centro de Massa, Centro de Gravidade e Seu Movimento
O conceito de centro de massa vem à tona quando precisamos descrever o que acontece não com somente uma partícula que pode ser considerada como um ponto, mas com um conjunto de partículas que formam um sistema. Um dos pontos mais importantes dentro do estudo de um sistema de várias partículas é o que chamamos de centro de massa. Todos os corpos, sendo eles rígidos ou não, possuem um centro de massa, sendo este fixo em um sistema de corpo rígido, e podendo ser variável em um sistema de corpo flexível. Em uma definição mais fiel, o centro de massa (também conhecido como centro de gravidade), é um ponto pressuposto onde consideramos que toda a massa do corpo está concentrada, e que, está sob a ação de todas as forças externas que atuam sobre o sistema. Desta maneira, simplificamos os cálculos executados referente a objetos que são constituídos por um conjunto de partículas.
O ponto denotado centro de massa, será apresentado na Figura (4).
 Figura 04.
Figura (4) - Sistema de partículas, onde destacamos com um vetor vermelho o pressuposto centro de massa deste sistema. [4]
De maneira geral, podemos calcular o centro de massa de um corpo através de uma soma, onde são levadas em conta as posições de todas as partículas que fazem parte deste sistema, bem como suas respectivas massas. Esta soma será apresentada na Equação (1).
 Equação 01.
Equação (1) - Equação para o cálculo do centro de massa de um sistema de várias partículas. Onde M é a soma das massas dos constituintes do sistema e é calculado através da Equação (2).
 Equação 02.
Através da Equação (2), definimos um ponto material no espaço, ao qual nomeamos centro de massa, porém, ainda se faz necessário ter uma localização exata deste ponto material, e para isso, precisamos escrever sua posição em termos de um eixo de coordenadas tridimensionais. Para esta descrição, serão apresentadas três equações: Equação (3), Equação (4), Equação (5).
 Equação (3) - Coordenada do centro de massa em termos do eixo x.
 Equação (4) - Coordenada do centro de massa em termos do eixo y.
 Equação (5) - Coordenada do centro de massa em termos do eixo z.
Com isso, portanto, podemos definir um ponto no espaço e sua localização. De forma geométrica, para uma melhor compreensão, será apresentada na Figura (5) a imagem de um sistema composto por três partículas, onde cada uma delas está bem definida espacialmente, e o suposto centro de massa desse sistema.
 Figura 05.
Figura (5) - Ilustração de três partículas pontuais e de um possível centro de massa do sistema, tendo origem em um eixo de coordenadas tridimensionais com seus respectivos vetores unitários. [5]
O centro de massa tem papel fundamental na discussão do movimento de um sistema, tendo em vista que partindo deste ente físico, podemos calcular grandezas como o momento linear do sistema, força resultante externa, velocidade do centro de massa, etc. Por outro lado, é de suma importância lembrar, que embora este sistema venha a ter um grande número de partículas, suas forças internas, ou seja, o somatório de todas as forças exercidas por cada uma das partículas presentes neste sistema irá se anular e, isso, pode ser comprovado através da Terceira de Lei de Newton. Em suma, cada partícula presente no sistema, está sob a ação de dois tipos de forças, a Força interna e a Força Externa.
6.3 Forças Internas
Forças internas é o conjunto de todas as forças exercidas por n-1 partículas do sistema, sob uma partícula. De forma geral, é a soma de todas as forças que atuam em uma partícula, devido a todas as outras partículas presentes no sistema. Tendo por exemplo duas partículas, as quais, chamaremos de partículas i e partículas j, e ambas fazendo parte do mesmo sistema, dizemos que as forças internas atuantes neste sistema, são na verdade duas forças, a forças que i impões a j, e a forças que j impões a i. A Figura (6) mostra esta interação de forma mais clara.
 Figura 06.
Figura (6) - Figura que ilustra as forças internas de um sistema de duas partículas. [5]
A Figura (6) pode ser expressa em termos da Terceira Lei de Newton Princípio da Ação e Reação, princípio este, que será apresentado na Equação (6).
 Equação 06.
De fato, o que queremos demonstrar, é que todas as partículas internas do sistema interagem umas com as outras, e esta interação acontece aos pares e respeitando a Terceira Lei de Newton, portanto, ao serem somados todos estes pares de forças, sua resultante será zero. Aqui cabe lembrar, que a força resultante de um sistema ser igual a zero, não significa somente que não existem forças neste sistema, pode significar por outro lado, que existem forças no sistema, porém estão em equilíbrio.
6.4 Forças Externas
Também conhecidas como agentes externos ao sistema. Por exemplo, o próprio autor deste trabalho é um sistema de partículas, e neste exato momento está sob ação de forças externas em equilíbrio. Podemos exemplificar uma destas forças externas, como a força gravitacional, esta que o acelera a aproximadamente 9,81m/s2 e é equilibrada por uma força de reação, a chamada Força de Contato Normal.
6.5 Equilíbrio no Cotidiano
Como já foram citadas anteriormente, as forças acontecem aos pares, conforme a Terceira Lei de Newton. Partindo desta lei, iremos definir o equilíbrio e listar alguns exemplos cotidianos sobre este ente físico. É primordial saber, que a principal característica do equilíbrio é a soma das forças serem nula, conforme será exemplificado na Equação (7).
Equação (7) - Equação que nos prova o equilíbrio de forças.
Mais uma vez precisamos lembrar que, dizer que a soma das forças é igual a zero, não significa que não existam forças atuando no sistema, mas sim, que a soma de todas as forças que atuam neste sistema, é igual a zero. No cotidiano existem várias aplicações de equilíbrio dos mais diversos tipos de natureza, seja o equilíbrio termodinâmico, o equilíbrio elétrico, equilíbrio mecânico, de energia, etc. Apesar do conceito de equilíbrio de forças seja bastante amplo, para a melhor compreensão, fixaremos nosso estudo em um equilíbrio de forças bastante presente e conhecido do nosso cotidiano, o equilíbrio mecânico.
 
 Figura (7) - Guindaste mecânico segurando estaticamente um caixote.
Este guindaste com um caixote apresentado na Figura (7) é um bom exemplo de equilíbrio de forças. Conforme o eixo de coordenadas bidimensional, temos o eixo x que é o eixo horizontal, e também o eixo y, que é o eixo vertical. Se analisarmos o centro do caixote (ou seja, seu centro de massa ou centro de gravidade), podemos tirar conclusões para os dois eixos já citados. A soma de forças no eixo x será apresentada através da Segunda Lei de Newton e mostrada pela da Equação (8).
 Equação (8) - Equação que nos mostra o equilíbrio de forças no eixo horizontal.
A Equação (8) descreve a soma de forças no eixo x, onde primeiramente leva-se em conta a Segunda Lei de Newton em sua forma tradicional, porém, como não temos aceleração no eixo x, o lado da direita torna-se nulo, e, como também não temos forças neste mesmo eixo, o lado da esquerda da equação também mantém nulo. Por outro lado, também precisamos mostrar a aplicação da Segunda Lei de Newton para o eixo vertical partindo do centro de gravidade/centro de massa deste caixote. Isto será feito através da Equação (9) e explicado a seguir.
 Equação (9) - Equação que nos mostra o equilíbrio de forças no eixo vertical.A Equação (9), nos prova por meio de cálculos, que realmente temos um equilíbrio de forças no eixo vertical. Primeiramente aplicamos a Segunda Lei de Newton. Novamente, por não termos aceleração no sistema neste eixo, o lado da direita anula-se, porém, existem forças que atuam neste eixo, temos a força de tração que está “puxando” o caixote para cima, e no sentido contrário a esta força, temos a força gravitacional, que está puxando o caixote para baixo. O conceito de equilíbrio aplica-se a uma gama de processos cotidianos, como por exemplo, uma gangorra em uma praça infantil, uma brincadeira de cabo de guerra, ao misturar um copo de água da torneira com uma pedra de gelo, enfim, são grandes e diversas as aplicações deste conceito, no qual o descrevemos, através de um equilíbrio de forças descrito pela Segunda lei de Newton.
7 UTILIZANDO O CÁLCULO DIFERENCIAL E INTEGRAL II
7.1 Cálculo do Centro de Massa da Peça Criada (Modo Analítico)
Área quadrado A□ = L² → A□ = 8² → A□ = 64 cm²
X□ = L/2= → X□ = 8/2 = 4 cm
 Y□ = L/2 → Y□ = 8/2 = 4 cm
 Área triangulo retângulo A⊳ = b.h / 2 → A⊳ = 8.6 / 2 → A⊳ = 24 cm²
x⊳ = b/3 → x⊳ = 8/3 → x⊳ = 2,66cm
Y⊳ = h/3 → Y⊳ = 6/3 → Y⊳ = 2cm
	
	A cm²
	X cm²
	Ycm²
	X.A cm3
	Y.A cm3
	Triangulo
	24
	2,66
	(8)+2=10
	63,84
	240
	Quadrado
	64
	4
	4
	256
	256
	Total
	88
	
	
	319,84
	496
Substituindo os valores na fórmula encontramos as coordenadas x e y do centro de massa: 
X=⅀X. A / ⅀A = 319,84/88 = 3,63cm 
Y = ⅀y.A / ⅀A = 496/88 = 5,63cm
7.2 Cálculo do Centro de Massa da Peça Criada (Integrais)
a) Cálculo da massa do triangulo retângulo, com os valores de x = 8 cm, y = 6 cm e f(y) = - 3x/4 + 6, considerando a densidade constante.
Resposta M = 24 kg e/ou A = 24cm²
b) Cálculo da massa do quadrado, com os valores de x e y = 8 cm. Considerando a densidade constante.
Resposta M = 64 Kg e/ou A = 64cm²
Somando as duas massas, temos o total da peça M = 88 kg e/ou A = 88cm²
c) Cálculo dos momentos x, y do triangulo retângulo.
d) Calculo dos momentos x, y do quadrado.
7.3 Cálculo das Coordenadas Centrais x, y de Cada Parte da Figura.
Triangulo retângulo.
Quadrado
7.4 Cálculo das Coordenadas Centrais x, y da Peça Criada
7.4.1 Resultado Final
8. EXPERIMENTO COM A PEÇA
Após a realização dos cálculos para encontrar as coordenadas x e y do centro de massa da peça criada, realizamos um experimento para verificar o equilíbrio desta peça proporcionado pelo seu centro de massa.
Para isso, utilizamos uma espécie de papel cartão, o qual se mostrou bastante firme e estável para a realização do experimento, um estilete, uma régua e um lápis.
Utilizando-se dos resultados obtidos nos cálculos, efetuamos a marcação da peça, onde fixamos o centro de massa do triangulo retângulo, do quadrado e por fim, da peça como um todo.
O experimento foi gravado em vídeo e pode ser acessado através do endereço eletrônico: https://youtu.be/dYI1Kuf8y24.
Abaixo, segue fotos da peça criada com as representações dos centros de massa.
 
 Fotos da peça
9. CONCLUSÕES
As novas descobertas e a crescente tecnologia de desenvolvimento de materiais e de sua fabricação cada vez mais eficientes e disponíveis são uma realidade. Um desses conhecimentos, que permitiu a evolução de inúmeros produtos, é sobre cortes de chapa de aço.
A distinção nos processos de fabricação de componentes e chapas metálicas importa necessariamente em materiais mais aptos à sua destinação, um melhor aproveitamento da matéria-prima e na produção ou não de resíduos, lembrando que hoje a preocupação com meio ambiente e descarte de material é cada vez maior.
Na fabricação de componentes e chapas metálicas pode ser realizado com remoção ou sem remoção de materiais. Os processos sem remoção de materiais (cavacos) englobam procedimentos de conformação mecânica podendo ser estampagem, fundição, laminação entre outros. Já entre os processos com remoção de cavaco podemos citar: usinagem convencional (torneamento, fresamento, furação, retífica, etc.) e usinagem não convencional que compreende em processos como eletro-erosão, usinagem abrasiva, usinagem eletroquímica, corte por jato d’água, corte a laser, corte a plasma entre outros processos onde há perda de material.
Especificamente, quando tratamos do corte a plasma tratamos de um processo que utiliza um bico com um orifício para constringir o gás ionizado em alta temperatura até que possa ser utilizado para cortar secções de metais, como o aço carbono, esse tipo de corte possibilita um corte preciso, com menor perda de material em relação a outros tipos de processos, concluiu-se, portanto, que traz vantagens para quem a utiliza.
Vê-se claramente que a menor perda de material é uma das vantagens, mas não a única para a indústria, pois é cerne destas a necessidade de velocidade em produção e manufaturamento das peças e o objeto de estudo apresentam tal característica, o que fecha o ciclo de produção de maneira a aperfeiçoar seja pelo tempo, seja pela menor perda de material de descarte, tudo isso ainda com as novas perspectivas ambientais.
A que se ressaltar, por fim, as questões ambientais envolvidas nesse tipo de processo. O grande papel da ciência como um todo reside no avanço e aprimoramento das tecnologias sem condenar os recursos naturais necessários à sobrevivência das gerações futuras e de nosso planeta, igualmente a evolução das tecnologias para que haja uma menor perda de tais materiais, tanto na sua extração, como na produção e descarte. 
REFERÊNCIAS
<http://wwwo.metalica.com.br/processo-de-fabricacao-de-estrutura-metalica> Acesso em: 09 de maio de 2019. 
<http://www.galvaminas.com.br/blog/como-sao-feitas-chapas-de-aco/> Acesso em: 09 de maio de 2019. 
<http://www.galvaminas.com.br/blog/estruturas-metalicas-industria-automobilistica/> Acesso em: 09 de maio de 2019. 
<https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Classificação_SAE> Acesso em: 04 de maio de 2019.
<https://giassiferroeaco.com.br/qual-a-especificacao-dos-acos-1020-e-1045/>
<http://www.acosporte.com.br/aco-sae-1020> Acesso em: 08 de maio de 2019.
<https://pt.slideshare.net/rvillardo/aula-2-estrutura-cristalina-38772914
revistaseletronicas.pucrs.br/ojs/index.php/graduacao/article/download/6045/4352> Acesso em: 03 de maio de 2019.
<https://industriahoje.com.br/processo-de-corte-a-plasma> Acesso em: 02 de maio de 2019.
<https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/hidrogenio.htm> Acesso em: 07 de maio de 2019.
<https://www.facebook.com/tsscUfpel/photos/a.426444434140184/817335848384372/?type=3theater> Acesso em: 07 de maio de 2019.
<https://casadosoldador.com.br/p/chave-inglesa-ajustavel-cromada-15-pol-disma-2951> Acesso em: 07 de maio de 2019.
<https://sites.google.com/site/tiagofisico/sobre-o-autor/fotos> Acesso em: 07 de maio de 2019.
<https://sites.google.com/site/tiagofisico/sobre-o-autor/fotos> Acesso em: 08 de maio de 2019.
<https://sites.google.com/site/tiagofisico/sobre-o-autor/fotos> Acesso em: 09 de maio de 2019.
<https://sites.google.com/site/tiagofisico/sobre-o-autor/fotos-> Acesso em: 07 de maio de 2019.
<https://www.istockphoto.com/br/vetor/guindaste-amarelo-industrial-operando-e-levantando-gerador-ou-recipiente-guindaste-do-gm889012162-246531797> Acesso em: 08 de maio de 2019.
<https://sites.ifi.unicamp.br/aguiar/files/2014/10/top-mec-clas.pdf-> Acesso em: 09 de maio de 2019.
<http://fep.if.usp.br/villar/2015mecanica1/mecclassica.pdf> Acesso em: 09 de maio de 2019.
LEITHOLD, Louis. O Cálculo com Geometria Analítica. Vol.1, 3° Ed. São Paulo - SP: Editora ARBRA,1994.
NUSSENZVEIGH, Moysés. Mecânica. Curso de física básica. Vol.1, 4° Ed. São Paulo-SP: Editora EDGARD BLU¨CHER, 2002.

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