Gabarito_Avaliacao_Proficiencia_Engenharia_Mecanica_B2_V1_PRF_99618_original

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Disciplina: Avaliação Proficiência_Engenharia Mecânica
Modelo de Prova: Avaliação de Proficiência
Tipo de Prova: B2
Versão da Prova: 1
Código da Prova: 99618
Questão Resposta
correta
Gabarito Comentado
1 A
A pressão hidrostática depende da profundidade, da densidade do líquido e
da gravidade local. Como a relação é linear o gráfico só pode ser uma reta, e
a função só depende de z que é a profundidade. Pressão= rgz e aplicando
esta equação o primeiro gráfico que corresponde a forma correta.
2 C
Letra C – “B” representa uma associação em paralelo e o ponto de operação
indica vazão de 111 L/s e altura manométrica de 56m.
A curva A é característica de associação em série
A curva B característica de associação em paralelo. Pelo gráfico tem-se o
ponto de operação onde se cruza o sistema com a curva de cada operação.
3 E
No ponto C não é zero, no trecho BC não tem nenhuma carga para que a
função seja descontinua, não possuem mesas direção e sentido, são
opostos.
Fazendo o momento para o trecho BC e CD
 
4 E
A resolução da questão compreende uma interpretação da figura dada, que
estabelece uma relação entre a tensão � e a deformação ,?qqgk*clos_l
a tensão cresce na vertical, a deformação cresce na horizontal e o único
gráfico que está correto é o V: tensão � baixa e deformação também baixa.
5 E
 As duas asserções são falsas.
 
I – Desprezando as perdas o torque na engrenagem 6 é 36 vezes maior que
na 1. – ERRADA pois o torque depende do raio e da carga , como não se
conhece os diâmetros e no enunciado não menciona portanto não se pode
5 E
afirmar.
II – Em um trem de engrenagens, o torque e a velocidade angular aumentam
proporcionalmente à relação de transmissão. ERRADA - a velocidade
diminui na engrenagem com maior número de dentes, por tanto é
inversamente.
6 D
I, II e III
 
I – Correta, pois o EPI não previne ele protege de acidentes,
II – Correta pois: Lei: 6514Artigo 167 - O equipamento de proteção só
poderá ser posto à venda ou utilizado com a indicação do Certificado de
Aprovação do Ministério do Trabalho”.
III – Correta: A Lei 6514 de dezembro de 1977, que é o Capítulo V da CLT,
estabelece a regulamentação de segurança e medicina no trabalho. A Seção
IV desse capítulo define a obrigatoriedade de a empresa fornecer o EPI
gratuitamente ao trabalhador, e a obrigatoriedade de o EPI possuir o
Certificado de Aprovação (CA) emitido pelo Ministério do Trabalho e
Emprego (MTE).
IV – Incorreta: Pois é dever do empregador e não do empregado.
Cabe ao empregado quanto ao EPI: a) usar, utilizando-o apenas para a
finalidade a que se destina; b) responsabilizar-se pela guarda e
conservação; c) comunicar ao empregador qualquer alteração que o torne
impróprio para uso; e d) cumprir as determinações do empregador sobre o
uso adequado.
Cabe ao empregador quanto ao EPI : a) adquirir o adequado ao risco de
cada atividade; (206.005-1 /I3) b) exigir seu uso; (206.006-0 /I3) c) fornecer
ao trabalhador somente o aprovado pelo órgão nacional competente em
matéria de segurança e saúde no trabalho; (206.007-8/I3) d) orientar e
treinar o trabalhador sobre o uso adequado, guarda e
conservação;(206.008-6 /I2) e) substituir imediatamente, quando danificado
ou extraviado; (206.009-4 /I2) f) responsabilizar-se pela higienização e
manutenção periódica; e, (206.010-8 /I1) g) comunicar ao MTE qualquer
irregularidade observada. (206.011-6 /I1)
7 B
resposta correta: 20/Π
 
 
8 B
termopar, tacômetro e rotâmetro.
 
No enunciado fala que a bomba possui controles de:
Temperatura – portanto termopar
Rotação - portanto tacômetro.
Vazão - portanto rotâmetro
Termopares são sensores de temperatura simples, robustos, muito
confiáveis em suas medições e de baixo custo. Sendo amplamente utilizados
nos mais variados processos de medição de temperatura, o termopar é
constituído de dois metais distintos unidos em uma das extremidades. O 
rotâmetro é um medidor de vazão industrial utilizado para medir a taxa de
vazão de líquidos e gases. O tacômetro, também conhecido como
taquímetro, conta-rotações, conta-voltas ou conta-giros, é um instrumento de
medição do número de rotações (geralmente por minuto, RPM) de um motor
ou outra máquina.
9 B
I – O tempo médio será de 50 – 30% = 50 – 15 = 35 segundos
II – O desvio padrão é influenciado pela média.
III – Está correta.
A afirmação “Dado que , e são iguais em magnitude para os dois
processos, o conjunto é o conjunto operando de forma reversa” está
correta. De fato, para as mesmas condições de operação e somente se
10 E
invertendo os fluxos, é correto afirmar que e são processos inversos.
Inclusive da definição pode-se ver que máquinas térmicas e bombas de
calor/refrigeradores são processos conceitualmente inversos. Desse modo,
para as mesmas condições de operação, é o inverso de . Esta afirmação
poderia ser entendida como incorreta no caso de não se saber corretamente
ambos os conceitos de máquinas térmicas bombas de calor.
 
A afirmação “A eficiência do ciclo termodinâmico é dada por ”
está incorreta. A eficiência de um ciclo termodinâmico é dada pode 
 Já, a máxima eficiência possível para um ciclo termodinâmico
operando às mesmas condições, de acordo com a segunda lei da
termodinâmica, é , que é a eficiência de um ciclo ideal,
chamado de ciclo de Carnot. A afirmação poderia ser admitida como correta
caso a definição de eficiência de um ciclo de Carnot fosse utilizada.
 
A afirmação “A eficiência do ciclo termodinâmico é dada por ”
está incorreta. O processo é uma bomba de calor / refrigerador e, pela
definição de Coeficiente de Performance de uma bomba de
calor/refrigerador, . O Coeficiente de Performance
de uma bomba ideal seria o coeficiente de Carnot, definido por 
. Esta afirmação poderia ser avaliada como correta, caso
não fosse entendido que o processo não é ideal e representa uma bomba de
calor.
 
A afirmação “O processo termodinâmico é chamado de máquina térmica”
está incorreta. O sistema extrai calor da fonte fria, fornece trabalho para tal e
despeja calor em fonte quente. Este processo é feito por uma bomba de
calor, e não por uma máquina térmica, cuja operação se dá de maneira
inversa. Esta afirmação poderia ser escolhida como correta caso os
conceitos de máquina térmica e bomba de calor não estejam corretamente
compreendidos.
 
A afirmação “O processo termodinâmico é chamado de bomba de
calor/refrigerador” está incorreta. O sistema extrai calor da fonte quente,
realiza trabalho e despeja calor em fonte fria. Este processo é feito por uma
máquina térmica, e não por uma bomba de calor/refrigerador, cuja operação
se dá de maneira inversa. Esta afirmação poderia ser escolhida como
correta caso os conceitos de máquina térmica e bomba de calor não estejam
corretamente compreendidos.
11 A
Correta. Na mecânica de meios contínuos, um material está sob o Estado
Plano de Tensão quando o vetor de tensão normal a uma superfície
particular é zero. Quando esta situação ocorre sobre um elemento de
estrutura inteiro, como é o caso de placas finas, em que o estado de tensão
pode ser representado por um tensor de dimensão 2 (apresentável através
de uma matriz de 2 × 2 em vez de uma matriz 3 × 3).
Correta. A tensão de cisalhamento está no sentido horário porque a seta na
12 B
tangente horizontal da superfície é +8 MPa (sentido horário é positivo).
Estado Plano de Tensão
 www.tudoengcivil.com.br/2014/11/estado-plano-de-tensoes-exercicios.html.
Correta. A tensão de cisalhamento está no sentido horário porque as setas
nas tangentes horizontais da superfície é +8 MPa (sentido horário é positivo).
13 E 
14 E
As vibrações podem ser livres, quando o sistema vibra nas suas frequências
naturais e não há força de excitação externa. Já as vibrações forçadas
ocorrem quando o sistema vibra na frequência de excitação. As vibrações
podem ser amortecidas ou não amortecidas e na quanto ao deslocamento,
pode ser retilínea ou torsional, ou combinação de ambas (RAO, 2008).
A alternativa correta é: “III e IV.”. As vibrações podem ser livres, quando o
sistemavibra nas suas frequências naturais e não há força de excitação
externa. Já as vibrações forçadas ocorrem quando o sistema vibra na
frequência de excitação. As vibrações podem ser amortecidas ou não
amortecidas e na quanto ao deslocamento, pode ser retilínea ou torsional,
ou combinação de ambas (RAO, 2008).
A primeira asserção é verdadeira, pois a soma das molas forma uma
progressão aritmética e, portanto, pode ser calculada por:
15 D
 
Sabe-se que a frequência angular é de 5 rad/s e a massa ,
portanto:
 
 
Substituindo na primeira expressão obtém-se .
 
E segunda asserção é verdadeira, pois a mola resultante da associação em
paralelo de molas é dada pela soma dos coeficientes de amortecimento e
como já vimos o valor de .
A primeira asserção é verdadeira, pois a soma das molas forma uma
progressão aritmética e, portanto, pode ser calculada por:
 
Sabe-se que a frequência angular é de 5 rad/s e a massa ,
portanto:
 
 
Substituindo na primeira expressão obtém-se .
 
E segunda asserção é verdadeira, pois a mola resultante da associação em
paralelo de molas é dada pela soma dos coeficientes de amortecimento e
como já vimos o valor de .
A resposta “6,25mm² para 4 arestas.” está correta, pois a ferramenta mais
eficiente para a usinagem em questão é a com maior número de arestas de
corte, portanto, a ferramenta com quatro arestas deve ser utilizada. E a
maneira correta de resolver é utilizar a fórmula de secção cortante para
ferramenta multicortante . Para calcular a profundidade de
corte, deve-se considerar o diâmetro dividido pelo número de facas. Sendo
assim:
Aplicando-se a profundidade na secção de corte e manipulando
matematicamente a expressão tem-se:
 
16 C
 
A resposta “6,25mm² para 2 arestas.” está incorreta, pois este é o valor
obtido para 4 arestas.
 
A resposta “12,25mm² para 2 arestas.” poderia ser obtida, caso fosse
considerada broca de duas faces, mas desejamos uma usinagem mais
rápida e, portanto, o caso de 4 arestas é o correto.
 
A resposta “1,56mm² para 2 arestas.” está incorreta, pois é o valor obtido por
face.
 
A resposta “12,25mm² para 4 arestas” está incorreta, pois este é o valor
obtido para o caso de duas faces.
A resposta “6,25mm² para 4 arestas.” está correta, pois a ferramenta mais
eficiente para a usinagem em questão é a com maior número de arestas de
corte, portanto, a ferramenta com quatro arestas deve ser utilizada. E a
maneira correta de resolver é utilizar a fórmula de secção cortante para
ferramenta multicortante . Para calcular a profundidade de
corte, deve-se considerar o diâmetro dividido pelo número de facas. Sendo
assim:
Aplicando-se a profundidade na secção de corte e manipulando
matematicamente a expressão tem-se:
 
 
A resposta “6,25mm² para 2 arestas.” está incorreta, pois este é o valor
obtido para 4 arestas.
 
A resposta “12,25mm² para 2 arestas.” poderia ser obtida, caso fosse
considerada broca de duas faces, mas desejamos uma usinagem mais
rápida e, portanto, o caso de 4 arestas é o correto.
 
A resposta “1,56mm² para 2 arestas.” está incorreta, pois é o valor obtido por
face.
 
A resposta “12,25mm² para 4 arestas” está incorreta, pois este é o valor
obtido para o caso de duas faces.
17 D
Solução letra d) soldagem por ultrassom
 
Soldagem no estado sólido refere-se aos processos de união nos quais o
coalescimento resulta apenas da aplicação de pressão ou a combinação de
calor e pressão. Se o calor é usado, a temperatura no processo é inferior ao
ponto de fusão dos metais que estão sendo soldados. Nenhum metal de
adição é utilizado. Os processos de soldagem representativos neste grupo
incluem:
➢ Soldagem por difusão (diffusion welding — DFW). Duas superfícies são
unidas sob pressão em elevadas temperaturas e coalescem por difusão no
estado sólido.
➢ Soldagem por fricção (friction welding — FRW). A coalescência é
alcançada pelo calor do atrito entre duas superfícies.
➢ Soldagem por ultrassom (ultrasonic welding — USW). Pressão moderada
é aplicada entre as duas peças e um movimento oscilante em frequências
ultrassônicas é usado na direção paralela da superfície de contato. A
combinação das forças vibratória e normal resulta em tensões cisalhantes
que removem filmes de superfície e atingem as ligações atômicas das
superfícies.
18 A
O processo de forjamento trabalha o material por impacto ou pressão,
resultando em perda quase nula de material. As principais etapas do
processo são:
2- Corte dos tarugos;
1-Aquecimento acima da temperatura de recristalização;
7- Operação da pré-forjamento para a redistribuição do material
5-Execução do forjamento (prensagem, martelamento, rebatimento, etc)
4-Retirada da matriz ;
3 -Resfriamento ;
6-Remoção das rebarbas;
8-Acabamento;
Portanto, a sequência correta é 2-1-7-5-4-3-6-8
19 C
segue:
À medida que a superfície de saída torna-se mais negativa, ocorre mais
deformac ̧a ̃o, o que resulta em maior aquecimento tanto externamente, no
aumento da pressa ̃o, quanto internamente, no aumento da linha de
cisalhamento. Uma ferramenta de geometria negativa tambe ́m consome
menos energia (pote ̂ncia da ma ́quina).
20 E
 segue:
Mecânica. A energia mecânica utilizada se encontra em alguma
forma diferente daquela usada nos processos convencionais, ou
seja, não envolve a ação de uma ferramenta de corte. A erosão da
peça por meio de um fluxo em alta velocidade de abrasivos ou de
fluido (ou ambos) é uma das formas típicas de ação mecânica
nesses processos.
Elétrica. Esses processos não tradicionais utilizam energia
eletroquímica para remover o material; o mecanismo utilizado é o
inverso daquele usado na galvanoplastia.
Térmica. Esses processos utilizam a energia térmica para cortar ou
moldar a peça. A energia térmica é geralmente aplicada em uma
área muito pequena da superfície da peça, fazendo com que essa
região seja removida por fusão e/ou vaporização. A energia térmica
utilizada é gerada pela conversão a partir da energia elétrica.
Química. A maioria dos materiais (particularmente os metais) é
suscetível ao ataque químico por meio de ácidos ou outros
reagentes. Na usinagem química, os produtos químicos aplicados
removem de forma seletiva partes do material da peça, enquanto as
outras partes da superfície são protegidas por uma máscara.
Alternativa I (Correta) - Os valores de limite de resistência e escoamente
podem ser retirados por observação no gráfico.
Alternativa II (Correta)
21 D
Alternativa III (Errada)
Primeiramente calcula-se a área da secção:
Agora calcula-se a força necessária para promover deformações elásticas,
dentro do limite de escoamento do material:
Alternativa IV (Correta)
22 D
O desenvolvimento sustentável é obtido pela união do meio ambiente, social
e economia. É possível alcançar o nível tolerável apenas com o social e o
meio ambiente. O equitativo justo não leva em consideração o meio
ambiente. A interseção entre o meio ambiente e o social gera o
nível tolerável.
23 B
O resistor, é o elemento responsável por consumir energia elétrica, e
convertê-la em calor, ou seja, energia térmica. Esse fenômeno é chamado
efeito Joule, como por exemplo, o chuveiro elétrico, lâmpadas comuns, fios
condutores, ferro elétrico. O resistor resiste à passagem da corrente elétrica,
por isso, a maior parte deles é feita com carvão em pasta, componente que
é isolante elétrico. O Gerador elétrico é o aparelho capaz de transformar
qualquer tipo de energia em energia elétrica. Sua principal função é fornecer
energia para as cargas que o atravessam, como, por exemplo, pilhas,
baterias e usinas hidrelétricas. Capacitor ou condensador é um componente
que armazena cargas elétricas num campo elétrico, acumulando um
desequilíbrio interno de carga elétrica. Já o interruptor é um dispositivo pelo
qual se interrompe (de forma reversível) a passagem de um sinal em um
circuito elétrico ou eletrônico; comutador (NILSSON e RIEDEL, 2011).
A alternativa correta é: “Resistor.”. O resistor, é o elemento responsável por
consumir energia elétrica, e convertê-la em calor, ou seja, energia
térmica. Esse fenômenoé chamado efeito Joule, como por exemplo, o
chuveiro elétrico, lâmpadas comuns, fios condutores, ferro elétrico. O resistor
resiste à passagem da corrente elétrica, por isso, a maior parte deles é feita
com carvão em pasta, componente que é isolante elétrico. O 
Gerador elétrico é o aparelho capaz de transformar qualquer tipo de energia
em energia elétrica. Sua principal função é fornecer energia para as cargas
que o atravessam, como, por exemplo, pilhas, baterias e usinas hidrelétricas.
Capacitor ou condensador é um componente que armazena cargas
elétricas num campo elétrico, acumulando um desequilíbrio interno de carga
elétrica. Já o interruptor é um dispositivo pelo qual se interrompe (de forma
reversível) a passagem de um sinal em um circuito elétrico ou eletrônico;
comutador (NILSSON e RIEDEL, 2011).
24 A
 
 
A viga é chamada isostática. Assim temos 3 incógnitas em A, e 3 equações
possíveis:
 
25 C
 Uma vez conhecida a distribuição de temperatura na parede, a
determinação da taxa de transferência de calor por condução em qualquer
ponto dessa parede se dá através da lei de Fourier. Sendo assim:
 
A taxa de variação de energia armazenada na parede Ear pode ser
determinada aplicando-se o balanço global de energia da termodinâmica na
parede:
 
Ee + Eg - Es = Ear
 
onde Eg = .
 
Assim:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
26 E
Alternativa I (Correta) - São as hipoteses básicas para o problema de
condução de calor unidimensional.
Alternativa II (Correta) - Cálculo do coeficiente de transferência de calor por
convecção
Rearrajando a equação e colocando hi em evidência, tem-se:
Alternativa III (Errada) - Adotando hi = 150 W/m²K,
e nomeando a temperatura na
superfície interna do para-brisa, faz-se:
Alterativa IV (Correta) - Qualquer mudança climática altera o coeficiente de
transferência de calor por convecção.
27 D
 Apenas a III e IV são corretas. 
Tendo em vista que o mecanismo descrito em I, trata-se da radiação, a qual
ocorre por meio de ondas eletromagnéticas que atravessam o espaço e se
dirigem de um objeto mais quente para um objeto mais frio. Este mecanismo
não necessita de meio material.
28 A
 A condução unidimensional na direção x:
Em que:
q(x) = taxa de transferência de calor na direção x (W)
k = condutividade térmica da parede (W/m·K)
A = área (m2)
dT/dx= gradiente de temperatura.
 
Nesta situação, a taxa de transferência de calor é dada por:
A taxa de transferência de calor que deixa a parede, ou seja, em x=1m, é:
A alternativa “a primeira asserção é falsa, e a segunda,
uma proposição verdadeira” está correta.
 
Para um gás ideal, a variação da energia interna é dada por 
, com seu calor específico. Por ser uma expansão
isotérmica, . Portanto, a variação de energia interna neste
processo é nula e a asserção “A variação da energia interna neste sistema é
igual ao trabalho realizado durante o processo de expansão” está incorreta.
Esta asserção poderia ser entendida como verdadeira caso fosse lembrada
da primeira lei da termodinâmica:
29 B
Porém, não fosse lembrada da expressão para a variação de energia
interna. Veja que, da primeira lei termodinâmica, o que pode ser concluído é:
 
O trabalho pode ser expresso por sua definição. A asserção “O trabalho, por
definição, é a variação de volume durante o processo de expansão.
Portanto, é diferente de zero” está correta, pois há variação de volume e,
assim, o trabalho não é nulo. Por completude, pode-se escrever, de acordo
com a expressão para um gás ideal:
 
Dado que o processo é isotérmico e que não há variação na quantidade de
gás:
Estas últimas contas apresentadas não são necessárias para a resolução do
problema.
 
Dado que o processo é isotérmico e que não há variação na quantidade de
gás.
A alternativa “a primeira asserção é falsa, e a segunda,
uma proposição verdadeira” está correta.
 
Para um gás ideal, a variação da energia interna é dada por 
, com seu calor específico. Por ser uma expansão
isotérmica, . Portanto, a variação de energia interna neste
processo é nula e a asserção “A variação da energia interna neste sistema é
igual ao trabalho realizado durante o processo de expansão” está incorreta.
Esta asserção poderia ser entendida como verdadeira caso fosse lembrada
da primeira lei da termodinâmica:
Porém, não fosse lembrada da expressão para a variação de energia
interna. Veja que, da primeira lei termodinâmica, o que pode ser concluído é:
 
O trabalho pode ser expresso por sua definição. A asserção “O trabalho, por
definição, é a variação de volume durante o processo de expansão.
Portanto, é diferente de zero” está correta, pois há variação de volume e,
assim, o trabalho não é nulo. Por completude, pode-se escrever, de acordo
com a expressão para um gás ideal:
 
Dado que o processo é isotérmico e que não há variação na quantidade de
gás:
Estas últimas contas apresentadas não são necessárias para a resolução do
problema.
 
Dado que o processo é isotérmico e que não há variação na quantidade de
gás.
30 E
A seriação correta é: 2 – 4 – 1 – 3.
Seguindo a ordem do ciclo da figura, temos que de a para b ocorreu uma
compressão isentrópica, ou seja, um aumento adiabático (sem troca de
calor) da pressão, de b para c uma expansão volumétrica isobárica
(aumento de volume a pressão constante), o que caracteriza um
aquecimento, de c para d uma expansão volumétrica isentrópica e, fechando
o ciclo, de d para a, uma redução isocórica (volume constante) da pressão, o
que denuncia um esfriamento.