Lista de Exercícios - Elementos de Máquinas - Sem Resposta

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Elementos de Máquinas
Tema 1 - Elementos de Máquinas
MODULO 1 - Introdução ao projeto mecânico
Questão 1
Analise as afirmações abaixo:
( ) Síntese é a etapa do projeto em que os requisitos do projeto são definidos.
( ) A identificação de necessidade é simples, pois a descrição da necessidade pode ser simples e vaga.
( ) Desde a identificação da necessidade até a apresentação do projeto, as etapas são estanques, ou seja, terminada uma etapa, não se deve voltar a ela.
( ) Durante a etapa de definição do problema, deve-se buscar o maior volume de informações possíveis sobre problemas semelhantes já solucionados.
( ) A etapa de comunicação é aquela em que a campanha de lançamento do produto no mercado é preparada.
Agora, assinale a opção que classifica corretamente as afirmativas acima em verdadeiras (V) e falsas (F).
A) F-F-F-V-F
B) F-V-F-V-F
C) F-F-F-V-V
D) V-F-F-V-F
E) F-V-V-V-F
2) Assinale a alternativa CORRETA sobre o processo de projeto.
A) O processo de projeto consiste em uma sequência ordenada de etapas em que não deve haver iterações, isto é, concluída uma das fases, não se deve voltar a ela.
B) Um projeto tem por finalidade atender a uma necessidade ou solucionar um problema, seja por meio de um produto ou de um serviço.
C) Para análise e otimização, não há necessidade de modelos matemático dos conceitos propostos.
D) Na fase de definição do problema, a comunicação é feita por meio de desenhos, especificações técnicas, listas de material, manuais de utilização e manutenção.
E) Na fase de identificação da necessidade, são levantadas as informações sobre projetos semelhantes, são identificadas as restrições e levantados os requisitos do projeto.
MODULO 2 - Materiais de engenharia
Questão 1
Assinale a afirmativa CORRETA sobre a seleção de materiais para um projeto mecânico.
A) A forma da peça, ou elemento de máquina é irrelevante para escolha dos materiais a serem selecionados.
B) Uma peça que possua resistência adequada, pode ser utilizada em um projeto mecânico, independentemente de seu peso.
C) As condições ambientais de utilização de um sistema mecânico, como umidade e temperatura restringem as opções de material para um projeto.
D) A quantidade de peças a serem produzidas não afeta a decisão sobre o material selecionado.
E) O material selecionado não influencia a escolha do processo de fabricação de uma peça.
A alternativa C está correta.
O material selecionado deve atender a todas às restrições identificadas na definição do problema. Parâmetros como temperatura e umidade afetam as propriedades dos materiais e, portanto, devem ser considerados para a seleção adequada do material.
Questão 2
Uma empresa está desenvolvendo um veículo espacial para viagem à Lua. Dentre os requisitos do projeto, sobre a parte externa do módulo de reentrada na atmosfera da Terra, consta “possuir elevada resistência à temperatura”. Considerando tal requisito, qual é a classe de material mais adequada para a aplicação?
A) Metais
B) Cerâmicos
C) Polímeros
D) Compósitos
E) Madeira
MODULO 3 - Projeto mecânico X produção
Questão 1
Assinale a afirmativa CORRETA em relação à redução dos custos de um projeto.
A) A equipe de projeto deve ser constituída por pessoas do maior número possível de áreas do conhecimento, a fim de estudar todos os impactos do projeto.
B) O maior número possível de conceitos deve ser produzido e testado para garantir o sucesso do projeto.
C) A utilização de componentes padronizados aumenta os custos do projeto.
D) As ferramentas de modelagem e simulação reduzem os custos do projeto ao permitirem avaliar as possíveis soluções sem a necessidade de implementação física do protótipo, reduzindo a necessidade de testes.
E) A quantidade a ser produzida não tem impacto sobre o custo de fabricação.
Questão 2
Assinale a afirmativa correta com relação aos custos de um projeto.
A) A escolha da matéria-prima sempre tem impacto reduzido no custo do projeto mediante os demais custos envolvidos.
B) A escolha da matéria-prima não tem influência sobre o processo de fabricação.
C) O processo de fabricação é definido de acordo com a disponibilidade e não tem relação com o material selecionado.
D) O custo de produção será sempre menor para um menor número de peças.
E) Quanto menores as tolerâncias de fabricação, maior o custo de produção.
MODULO 4 - Fatores de projeto e segurança
Questão 1
Assinale a afirmativa CORRETA.
A) A definição do fator de projeto deve considerar a experiência e recomendações de normas técnicas e associações profissionais ou de fabricantes.
B) Fator de segurança e fator de projeto são maneiras diferentes de se referir a um mesmo parâmetro do projeto.
C) Como as propriedades dos materiais são tabeladas, não há incerteza associada a esses valores.
D) O fator de projeto é calculado após o dimensionamento do sistema, considerando os arredondamentos e as decisões de projeto.
E) O fator de segurança não tem qualquer relação com o custo de um projeto.
Questão 2
Durante o dimensionamento de uma barra de aço circular com limite de resistência à tração tabelado de , o projetista calculou que a barra deveria ter um diâmetro de 1,43cm, resultando em uma tensão de tração . Como existem barras de seção circular de 1,50cm de diâmetro disponíveis, o projetista recalculou a tensão na barra para esse valor de diâmetro e obteve . Para a situação descrita assinale a alternativa correta.
A) O fator de projeto utilizado foi 
B) O fator de segurança resultante foi 
C) O fator de segurança utilizado foi 
D) O fator de projeto resultante foi 
E) O fator de segurança escolhido foi 
Tema 2 - Elementos de Máquinas
MODULO 1 - Análise de cargas e tensões
Questão 1
Assinale a alternativa com o valor correto da tensão normal devido à flexão na situação ilustrada na imagem.
A) 
B) 
C) 
D) 
E) 
Questão 2
A tensão de cisalhamento máxima atuando sobre um eixo submetido a um torque de 25kN.m e com a seção reta circular de diâmetro interno de 2,5cm e diâmetro externo de 7,5cm é de:
A) 
B) 
C) 
D) 
E) 
MODULO 2 – Tensão, deflexão e rigidez do material
Questão 1
Uma barra prismática de aço de 1,5m de comprimento é tracionada axialmente. Se a área da seção reta é de e o módulo de elasticidade do aço E= 207GPa $$, considerando as afirmativas abaixo, assinale a alternativa correta
I. O módulo de elasticidade ou rigidez equivalente da viga é .
II. A tensão de tração, a forma da peça ou o elemento de máquina não limitam as opções de materiais a serem selecionados.
III. A deflexão da viga sob o carregamento considerado é de .
A) Somente a I está correta.
B) Somente a II está correta.
C) Somente a III está correta.
D) I e II estão corretas.
E) I e III estão corretas
Questão 2
Considerando que uma viga de aço com seção reta quadrada de lado 12cm é submetida ao carregamento combinado apresentado na imagem abaixo, sua deflexão máxima é de:
A)4mm
B)1,7mm
C)2,3mm
D)4cm
E)2,3cm
MODULO 3 – Carregamento estático, tensão e deformação
Questão 1
Uma barra de aço laminado a quente possui resistência ao escoamento sob tração e compressão iguais a . Assinale a alternativa que apresenta os fatores de segurança corretos segundo os critérios da máxima tensão de cisalhamento e da energia de distorção, respectivamente, para o carregamento a seguir:
A) MSS: 
B) MSS: 
C) MSS: 
D) MSS: 
E) MSS: 
Questão 2
Um ferro fundido ASTM possui resistência ao escoamento sob tração e Assinale a alternativa que apresenta os fatores de segurança para o critério da máxima tensão normal (MNS) e de Mohr modificado (MM), respectivamente, para o carregamento 
A) NNS: MM: 
B) NNS: MM: 
C) NSS: MM: 
D) NSS: MM: 
E) NSS: MM: 
MODULO 4 - Falha por fadiga em carregamento dinâmico
Questão 1
Uma broca de aço retificada tem diâmetro de 6mm e limite de resistência à tração de 1,2GPa. Assinale a opção com o limite de fadiga completamente modificado e o limite de resistência à fadiga (vida finita) para vida de 10.000 ciclos.
A) e 
B) e 
C) e 
D) e 
E) e 
Questão 2
Uma barra sólida de aço laminado a quente e em balanço é submetida a uma força completamente reversade 1kN m sua extremidade. A barra tem 0,8m de comprimento e o lado da seção reta quadrada é Se a vida da barra é de 10.000 ciclos, o fator de segurança do projeto é (utilize :
A) O fator de projeto utilizado foi 
B) O fator de segurança resultante foi 
C) O fator de segurança utilizado foi 
D) O fator de projeto resultante foi 
E) O fator de segurança escolhido foi 
Tema 3 - Elementos Mecânicos
MODULO 1 - Eixos e componentes de eixo
Questão 1
(Adaptado de Budynas; Nisbett, 2011) O eixo sólido de aço usinado e é simplesmente apoiado por rolamentos em B e C e é acionado por uma engrenagem que transmite a força F no ponto D mostrado na imagem. A engrenagem tem diâmetro de 150mm e ângulo de pressão de 20º. O eixo transmite um torque TA=340N.m
Usando um fator de segurança de 2,5, o diâmetro mínimo permitido da seção de 250mm o eixo com base em (a) uma análise de escoamento estático, usando o critério da máxima energia de distorção e (b) uma análise de falha por fadiga (considere ) pelo critério de Soderberg são, respectivamente: (fatores de concentração de tensão 
A) Pelo critério de escoamento estático d = 10cm; pelo critério de fadiga de Soderberg: d = 12cm.
B) Pelo critério de escoamento estático d = 11cm; pelo critério de fadiga de Soderberg: d = 10cm.
C) Pelo critério de escoamento estático d = 11cm; pelo critério de fadiga de Soderberg: d = 12cm
D) Pelo critério de escoamento estático d = 12cm; pelo critério de fadiga de Soderberg: d = 11cm.
E) Pelo critério de escoamento estático d = 12cm; pelo critério de fadiga de Soderberg: d = 12cm.
Questão 2
Um eixo de aço (massa específica ρ =7860 kg/m3 e E=200 GPa) de 25mm de diâmetro tem 600mm de comprimento entre os rolamentos. Com relação às afirmativas a seguir, assinale a alternativa correta:
I. A velocidade crítica do eixo é aproximadamente 865 rad/s.
II. Para reduzirmos a velocidade crítica à metade, o diâmetro do eixo deve ser de 50mm.
III. Com o diâmetro dobrado para 50mm, a velocidade crítica também dobra.
A) Apenas I está correta.
B) Apenas II está correta.
C) Apenas III está correta.
D) I e II estão corretas.
E) I e II estão corretas.
MODULO 2 - Elementos de fixação e suas aplicações
Questão 1
Duas chapas de aço AISI 1020 de 30mm de espessura são aparafusadas. O parafuso de porca é M10 x 1,5, E=200Gpa e altura da porca é H=9,3mm. A rigidez da junta C é
A)1748
B)245,7
C)0,877
D)0,123
E)0,20
Questão 2
A conexão mostrada na imagem é submetida a um carregamento de 4 kip. São utilizados parafusos SAE grau e as chapas são de aço .
Avalie as afirmativas a seguir.
I. O fator de segurança contra o cisalhamento do parafuso é 1,4.
II. O fator de segurança contra o esmagamento dos membros é 1,5.
III. O fator de segurança contra a tração dos membros é 3,3.
Podemos afirmar que
A) Apenas I está correta.
B) Apenas II está correta.
C) Apenas III está correta.
D) I e II estão corretas.
E) I e II estão corretas.
MODULO 3 - Juntas soldadas
Questão 1
A imagem mostra uma barra de aço de espessura h=5mm carregada em tração constante e soldada a um suporte vertical com eletrodo . Se b=30mm; d=50mm. Assinale a afirmativa correta sobre a máxima força.
A) A máxima força é F= 101,8 kN.
B) A máxima força é F= 30,5 kN.
C) A máxima força é F= 50,9 kN.
D) A máxima força é F= 169,7 kN.
E) A máxima força é F= 84,8 kN.
Questão 2
Uma barra de aço de seção retangular com 12mm por 50mm suporta uma carga de 73kN, conforme ilustrado. Uma chapa de reforço é soldada com uma solda de filete de 10mm com comprimento de 50mm utilizando um eletrodo E70xx Assinale a opção com o fator de segurança ao cisalhamento do metal de adição e do metal base.
A) Fator de segurança do metal de adição = 1,41; do metal base = 1,50
B) Fator de segurança do metal de adição = 0,70; do metal base = 3,0
C) Fator de segurança do metal de adição = 1,19; do metal base = 0,90
D) Fator de segurança do metal de adição = 0,60; do metal base = 0,90
E) Fator de segurança do metal de adição = 2,80; do metal base = 1,80
MODULO 4 - Mancais de rolamento
Questão 1
Um rolamento de esferas com o anel interno gira, com vida útil de 25kh, a uma velocidade de 350 rev/min. A carga radial é de 2,5kN. A meta de confiabilidade é 0,90. Assinale a alternativa com a classificação de catálogo C10 para o rolamento de ranhura profunda da série 02 adequado.
A) C10-20,2 kN, portanto o rolamento selecionado deve ser o com orificio de 25mm (02-25 mm).
B) C10-1,4 kN, portanto o rolamento deve ser o com orificio de 25mm (02-25mm).
C) C10-5,2 kN, portanto o rolamento deve ser o com orifício de 25mm (02-25mm).
D) C10-5,2 kN, portanto o rolamento deve ser o com orifício de 25mm (02-25mm).
E) C10-10,1 kN, portanto o rolamento deve ser o com orifício de 25mm (02-25mm).
Questão 2
Um mancal de esferas de contato angular SKF 6210 suporta uma carga axial Fa=1780 N e uma carga radial Fr=2225 N, aplicada com o anel externo parado e anel interno girando a 720 RPM. A carga básica de classificação é C0= 19800 N e a carga básica de catálogo é C10=35510 N. Avalie as afirmações a seguir:
I – A vida do mancal nessas condições é de aproximadamente 16000 horas.
II – A carga equivalente Fe=2850 kN.
III – A carga equivalente, que proporcionaria o dobro da vida do mancal na mesma velocidade de rotação é Fe=3180 N.
Podemos afirmar que
A) Apenas I está correta.
B) Apenas II está correta.
C) Apenas III está correta.
D) I e II estão corretas.
E) I e II estão corretas.
Tema 4 - Elementos Mecânicos Móveis e Flexíveis
MODULO 1 - Fundamentos de Engrenagens
Questão 1
Assinale a alternativa correta com relação às engrenagens cilíndricas de dentes retos.
A) São silenciosas devido ao formato do dente.
B) São usadas para transmissão de movimento entre eixos não paralelos.
C) Possuem dentes helicoidais.
D) São usadas para engrenamentos de altas velocidades.
E) Possuem dentes com perfil de involuta.
Questão 2
Uma engrenagem com 40 dentes possui módulo m= 2 mm. O diâmetro primitivo, o diâmetro do círculo de adendo e o diâmetro do círculo de dedendo são, respectivamente]
A) d=20mm; d= 18mm; d, 22, 5mm. 
B) d=20mm; d= 22,5mm; d = 18mm.
C) d = 40mm; d= 44mm; d = 35mm.
D) d = 40mm; d= 42mm; d= 37,5mm.
E) d=20mm; d. = 24mm; d. = 25mm.
Questão 3
Um pinhão com 32 dentes, módulo 4 e ângulo de pressão 20° gira a 600RPM. Considerando o engrenamento com uma coroa de 96 dentes, a rotação de saída é
A) 200RPM
B) 1800RPM
C) 150RPM
D) 2400RPM
E) 30RPM
Questão 4
A razão de contato deve ser de pelo menos 1,2 para um engrenamento adequado. Considerando uma engrenagem de módulo dentes e ângulo de pressão , o comprimento da ação é
A) 
B) 
C) 
D) L =52,2 mm
E) 
Questão 5
Um par de engrenagens de módulo 1,5 e ângulo de pressão de 25°, tem razão de transmissão de 1:5. Se o pinhão possui 20 dentes, a distância entre os centros das engrenagens é
A) 90mm
B) 120mm
C) 36mm
D) 45mm
E) 180mm
Questão 6
Um par de engrenagens com dentes de altura completa de módulo 1,5 e ângulo de pressão de 25º , tem razão de transmissão . O número mínimo de dentes no pinhão para evitar a interferência e o número de dentes da coroa correspondente são, respectivamente
A) Np, 11e Ng = 100.
B) Np, 16 e Ng = 160.
C) Np, 11e Ng = 17. =
D) Np, 11 e Ng =110.
E) Np, 17e Ng = 170.
Questão 1
Um pinhão de 15 dentes tem um módulo de 3 mm e gira a 1600 RPM. A coroa engrenada tem 60 dentes. A rotação da engrenagem movida, o passo circular e a distância entre os centros são, respectivamente
A) 
B) 
C) 
D) 
E) 
Questão 2
O conjunto de engrenagens de dupla redução mostrado na figura é acionado através do eixo a a uma velocidade de 900 RPM no sentido anti-horário. As engrenagens 2 e 3 têm um passo diametral de 12 dentes/polegadas, e um ângulo de pressão de 20º . 0 segundo par de engrenagens do trem, engrenagens 4 e 5, têm um passo diametral de 8d entes/polegadas e um ângulo de pressão de 20º
Os números dos dentes são: dentes A velocidade e o sentido da rotação do eixo c são
A) , no sentido horário
B) , no sentido anti-horário
C) , no sentido anti-horário
D) , no sentido horário
E) , no sentido horário
MODULO 2 – Esforços,tensões e dimensionamento de Engrenagens
Questão 1
Na figura seguinte, o pinhão funciona a 1750 RPM e transmite para a engrenagem 3. Os dentes de ambas as engrenagens são cortados no sistema de profundidade total de 20º e têm um módulo m=2,5mm. As reações do eixo b sobre a engrenagem e são:
Número de dentes das engrenagens: 
A) e 
B) e 
C) e 
D) e 
E) e 
Questão 2
O pinhão da figura gira a 600 RPM, transmitindo 5kW de potência. As componentes da carga W as direções radial e axial do pinhão p e de corda G , para ângulo de pressão de 20º , são respectivamente:
A) e 
B) e 
C) e 
D) e 
E) e 
Questão 3
Uma engrenagem de dentes retos fresados tem passo diametral de 8 dentes/pol, largura de face de 1,5", 16 dentes, e um ângulo de pressão de 20º com dentes de profundidade total. O material é aço laminado e . Usando um fator de projeto de 
A) potência de saída = 6950 hp.
B) potência de saída = 10,56 hp.
C) potência de saída = 10560 hp.
D) potência de saída = 20,85 hp.
E) potência de saída = 6,95 hp.
Questão 4
O pinhão de aço AISI 1020 laminado (e de dentes retos fresados com profundidade total, passo diametral de 8 dentes/pol, largura de face de 1,5 polegada, 16 dentes, ângulo de pressão de 20º , gira a 1200 RPM e aciona uma engrenagem de 50 dentes em ferro fundido ASTM e , o fator de segurança ao contato, considerando a resistência superficial do ferro fundido kpsi para ciclos é
A) 
B) 
C) 
D) 
E) 
Questão 5
Um pinhão de aço tem um módulo de 1,25mm, 18 dentes cortados no sistema de profundidade total de 20° e uma largura de face de 12mm, transmitindo uma potência constante de 0,5kW a 1800 RPM. A tensão de flexão no dente é
A) 1,142kPa
B) 1,14MPa
C) 86kPa
D) 86,5MPa
E) 68,5 MPa
Questão 6
Uma engrenagem com 20 dentes de altura completa forjada e rebarbada com ângulo de pressão de 20º largura de face de 20mm e módulo 2mm deve transmitir 1kW de potência a 1500 RPM. Se o aço tem limite de resistência ao escoamento o fator de segurança à flexão é
A) 
B) 
C) 
D) 
E) 
Questão 1
A figura mostra um par de engrenagens cilíndricas de dentes retos de módulo 3mm. 0 pinhão possui 18 dentes, a coroa 45 dentes e ambas possuem ângulo de pressão de 20º A potência transmitida é de 24kW a 1800 RPM. O valor da força w entre as engrenagens é.
A) 
B) 
C) 
D) 
E) 
Questão 2
Um pinhão possui 18 dentes fresados de altura completa, largura de face de 30mm, ângulo de pressão de 20o e módulo 3mm, transmite potência de 24kW a 1800 RPM. Se a engrenagem é de aço, com limite de resistência ao escoamento de 460 MPa, o coeficiente de segurança à flexão é
A) 
B) 
C) 
D) 
E) 
MODULO 3 – Freios, Embreagens e Volantes
Questão 1
O freio de mão mostrado na figura tem uma largura de face de (30mm) e um coeficiente médio de atrito de 0,25. Para uma força de atuação estimada de 400N , assinale a afirmativa correta quanto à pressão máxima sobre a sapata 
A) 
B) e 
C) e 
D) e 
E) e 
Questão 2
Um volante de ferro fundido tem um aro cujo diâmetro externo é 1,5m e cujo diâmetro interno é 1,4m. A massa do volante deve ser tal que uma flutuação de energia de 6,8kJ fará com que a velocidade angular varie de 240 a 260 RPM. O momento de inércia e a massa do volante devem ser
A) 
B) e 
C) e 
D) e 
E) e 
MODULO 4 - Elementos mecânicos flexíveis
Questão 1
Considerando as afirmativas a seguir, assinale a alternativa correta.
I - Polias são usadas para transmissão de potência a curtas distâncias.
II - Todas as correias apresentam pequeno deslizamento, exceto as correias em V.
III - As correias dentadas são mais eficientes, por outro lado, são mais caras.
Questão 2
Uma correia plana de 6 polegadas de largura é usada para conectar uma polia de 2” de diâmetro a uma polia maior, com uma razão de transmissão de 0,5. A distância centro-centro é de 108”. Assinale a alternativa que apresenta o ângulo de contato da polia menor, maior e o comprimento da polia, respectivamente.
A) e 
B) e 
C) e 
D) e 
E) e 
Tema 5 - Tópicos Especiais em Elementos de Máquinas
MODULO 1 - Método dos elementos finitos
Questão 1
Considere o eixo escalonado de alumínio na imagem abaixo. As áreas das seções AB e BC são, respectivamente, 64,5 mm² e 96,8 mm². Os comprimentos das seções AB e BC são, respectivamente, 250 mm e 300 mm. Uma força F = 4500 N é aplicada em B. Inicialmente, existe uma folga ε = 0,05 mm entre a extremidade C e a parede rígida à direita.
Determine as reações nas paredes e a deflexão no ponto B. Considere E = 69 GPa e suponha que a extremidade C atinja a parede. Verifique a veracidade dessa informação. Com base nas afirmações a seguir, marque a resposta correta.
I - atinge a parede;
II - não atinge a parede;
III - atinge a parede;
IV - não atinge a parede.
A) Apenas I está correta.
B) Apenas II está correta.
C) Apenas III está correta.
D) Apenas IV está correta.
E) As afirmativas I e II são corretas.
Questão 2
Considerando os mesmos dados do exercício anterior, calcule as forças internas de cada elemento, conforme a figura a seguir.
A) 
B) 
C) 
D) 
E) 
MODULO 2 - Dimensionamento e tolerância geométrica
Questão 1
Com relação às seguintes afirmativas sobre o método de dimensionamento e tolerância geométrica (GD&T), avalie as afirmativas e marque a resposta correta.
I – Trata-se do sistema de tolerância conhecido como +.
II – Apesar de possuir algumas vantagens sobre o sistema cartesiano, + torna o produto final mais caro.
III – É um sistema que facilita a montagem das peças.
IV – Proporciona um campo de tolerância maior que o campo do sistema cartesiano.
A) Apenas a alternativa I está correta.
B) Apenas a alternativa II está correta.
C) Apenas as alternativas II e III estão corretas.
D) Apenas as alternativas III e IV estão corretas.
E) Apenas as alternativas II, III e IV estão corretas.
Questão 2
Assinale a alternativa que contenha tipos de tolerância geométricas:
A) Dimensão, tamanho, forma e orientação.
B) Forma, orientação, localização e movimento.
C) Largura, comprimento, profundidade e ângulo.
D) Orientação, ângulo, linha e círculo.
E) Cilíndrica, quadrada, triangular e tridimensional.