Simulado 1 - Elementos de Máquinas - Com Resposta

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1a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	Um elevador é projetado para oito passageiros com peso médio de 750 N cada. A estrutura do elevador adiciona 1500 N ao peso que deve ser suportado pelo cabo do elevador.  Para um fator de projeto recomendado igual 10, tensão admissível do cabo  de 250 MPa e tensão nos cabos calculada  pela expressão σ=4PelevadorπD2σ=4PelevadorπD2, onde  PelevadorPelevador é o peso total do elevador (estrutura mais passageiros) e DD é o diâmetro do cabo, o diâmetro mínimo do cabo deverá ser de (utilizar π=3π=3):
		
	
	63 cm.
	
	6,3 cm.
	 
	2 cm.
	
	20 cm.
	
	3 cm.
	
	
	Explicação:
Gabarito: 2 cm.
Justificativa: Pela definição de fator de segurança, ns=σadmissívelσcalculadons=σadmissívelσcalculado. Considerando os dados do problema, 10=250.1064Pelevador/πD210=250.1064Pelevador/πD2, isto é, D=√10.4.(8.750+1500)250.106D=10.4.(8.750+1500)250.106
Assim, o diâmetro do cabo mínimo será de 0,02 m ou 2 cm.
	
		2a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	Todos os engenheiros, especialmente aqueles que trabalham com projetos já ouviram falar em fator de projeto. Com relação a esse fator dentre as afirmativas a seguir, estão corretas:
I - O fator de projeto é calculado ao final da fase de cálculo e depende das decisões tomadas e dos arredondamentos feitos.
II - O fator de projeto é definido pelo projetista para compensar as incertezas associadas às propriedades do material e às hipóteses simplificadoras adotadas.
III - Muita das vezes o fator de projeto é recomendado por associações profissionais ou empresariais, bem como em normas técnicas.
		
	
	Apenas II está correta.
	
	Apenas I está correta.
	
	Apenas III está correta.
	
	I e II estão corretas.
	 
	II e III estão corretas.
	
	
	Explicação:
Gabarito: II e III estão corretas.
Justificativa: O fator de projeto é definido antes da fase se cálculos com a finalidade de compensar as incertezas associadas às propriedades dos materiais selecionados e às hipóteses simplificadoras. A decisão sobre seu valor depende da experiência do projetista ou sua equipe, mas, em muitos casos, será condicionada por recomendações de associações profissionais, produtores e normas técnicas.
	
		3a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	Com relação ao impacto nos custos de um projeto dentre as afirmativas abaixo estão corretas:
I - Quanto o maior o número de diferentes peças em um sistema menor o custo de produção.
II - Quanto maior as tolerâncias, menor o custo para a produção de uma peça.
III - Quanto maior a quantidade fabricada de uma mesma peça, menor o custo unitário devido ao ganho de escala.
		
	
	Somente I está correta.
	
	I e II estão corretas.
	
	I e III estão corretas.
	
	Todas estão corretas.
	 
	II e III estão corretas.
	
	
	Explicação:
Gabarito: II e III estão corretas.
Justificativa: Em relação às partes ou peças de um sistema mecânico, quanto maior a quantidade de uma mesma peça, menor será o custo de produção em virtude do ganho de escala. Além disso, quanto mais apertada a tolerância, maior o número de etapas de produção e, via de regra, menor a velocidade de produção. Finalmente, quanto maior o número de peças para a montagem de um sistema, maio o custo, visto que, geralmente, será maior o tempo de máquina para a produção das peças, além do tempo de montagem.
	
		4a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	Correlacione as atividades descritas com as respectivas fases do processo do projeto
I. são reunidas as informações técnicas acerca de projetos semelhantes e levantadas as restrições do projeto.
II. todas as informações técnicas do protótipo selecionado para a produção, tais como desenhos, instruções de montagem, lista de materiais e plano de manutenção, são elaboradas e repassadas para a produção
III. os protótipos são avaliados quanto ao atendimento aos requisitos do projeto, produtibilidade, manutenibilidade.
IV. são selecionadas e modeladas as possíveis soluções para o problema que o projeto visa resolver.
V. os modelos dos sistemas da fase anterior são otimizados e os de melhor desempenho selecionados para produção do protótipo e avaliação.
		
	
	I - definição do problema; II - síntese; III - análise e otimização; IV - avaliação; V - comunicação
	
	IV - definição do problema; IV - síntese; III - análise e otimização; II - avaliação; III - comunicação
	
	I - definição do problema; III - síntese; II - análise e otimização; V - avaliação; IV - comunicação
	 
	I - definição do problema; IV - síntese; V - análise e otimização; III - avaliação; II - comunicação
	
	I - definição do problema; IV - síntese; III - análise e otimização; II - avaliação; V - comunicação
	
	
	Explicação:
Gabarito: I - definição do problema; IV - síntese; V - análise e otimização; III - avaliação; II - comunicação
Justificativa: Na fase de definição do problema é aquela em que se levantam todas as restrições e condicionantes do projeto e são estabelecidos os requisitos. Nessa fase, é importante reunir informações sobre projetos semelhantes como possíveis referências. A seguir são apresentados os conceitos para a solução do problema e aqueles julgados mais viáveis dão modelados na fase de síntese. Os modelos são analisados e otimizados na fase seguinte - análise e otimização. Os modelos com melhor resultado são selecionados para a prototipagem e submetidos à avaliação.  O protótipo melhor avaliado será produzido e para isso é necessário que toda a informação técnica seja elaborada e repassada aos interessados na fase de comunicação.
	
		5a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	Abaixo são feitas algumas afirmativas sobre o carregamento ilustrado na figura seguinte, onde uma viga em balanço com seção circular de raio 2,5 cm é submetida a uma carga de 50 kN em sua extremidade livre. Assinale a alternativa correta considerando o carregamento e as afirmativas.
Imagem: Elaborada por Carlos Frederico de Matos Chagas
I - O momento fletor máximo é de 500 N.m;
II - A deflexão máxima da viga está entre 2,0 mm e 3,5 mm;
III - A tensão máxima na viga é maior que 100 GPa;
		
	
	As alternativas I e III estão corretas.
	
	Apenas a alternativa II está correta.
	
	As alternativas II e III estão corretas.
	
	Apenas I está correta.
	 
	As afirmativas I e II estão corretas.
	
	
	Explicação:
Gabarito: As afirmativas I e II estão corretas.
Justificativa: O diagrama de corpo livre correspondente é
Onde, R1=500NR1=500N e M1=500N.mM1=500N.m
A equação do momento fletor ao longo da viga é M=500−500xM=500−500x. Logo M será máximo para x=0x=0, isto é, no lado esquerdo da viga.
Por outro lado, a equação da deflexão da viga y=250200.109.30.10−8(x2−x33)y=250200.109.30.10−8(x2−x33)
O momento máximo ocorre para x=0x=0 e a maior deflexão para x=2x=2
Maior tensão normal, considerando c=2,5cmc=2,5cm
Deflexão máxima
	
		6a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	Uma barra de aço estirado a frio redonda tem diâmetro de 25 mm e uma seção com um sulco de 2,5 mm, resultando em um diâmetro na seção de 20 mm. A barra está sujeita a um torque completamente reverso de 200N.m200N.m. O limite de resistência à tração Sut=440MPaSut=440MPa, o limite de escoamento Sy=370MPaSy=370MPa, o limite de resistência ao cisalhamento Ssu=295MPaSsu=295MPa e o fator de concentração de cisalhamento em fadiga Kfs=1,376Kfs=1,376 e f=0,9f=0,9. Assinale a alternativa correta sobre as afirmativas abaixo.
Assinale a opção com o número a vida em fadiga NN a temperatura ambiente e a 450°C.
I. A vida em temperatura ambiente é menor que a vida a 450°C nas condições apresentadas
II. A vida em temperatura ambiente é menor que 30.000 ciclos.
III. A vida a temperatura de 450°C é maior que 20.000 ciclos.
		IV. 
	 
	Apenas II está correta.
	
	Apenas III está correta.
	
	I e III estão corretas.
	
	Apenas I está correta.
	
	I e II estão corretas.
	
	
	Explicação:
Gabarito: Apenas II está correta.
Justificativa: Inicialmente determinamos o limite de fadiga
A seguir determinamos os fatores modificadoresdo limite a fadiga
Limite de fadiga temperatura ambiente
Limite de fadiga a 450°C
Para ambos os casos a resistência à fadiga
Assim, à temperatura ambiente
	
		7a
          Questão
	Acerto: 0,0  / 1,0
	
	Assinale a alternativa que apresenta a deformação total da barra de aço (área da seção reta retangular de 10cm210cm2) da figura abaixo sabendo que E=207GPaE=207GPa.
		
	
	Δl=1,5mm∆l=1,5mm
	
	Δl=0,015m∆l=0,015m
	 
	Δl=0,06m∆l=0,06m
	
	Δl=0,15m∆l=0,15m
	
	Δl=0,6mm∆l=0,6mm
	
	
	Explicação:
Gabarito: Δl=0,6mm∆l=0,6mm
Justificativa: a deformação devido à tensão normal é dada por:
Observamos que do comprimento total da barra, somente 0,4 m estão de fato submetidos ao carregamento, conforme o diagrama de corpo livre a seguir
Com os dados do problema
	
		8a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	Observe a simbologia de soldagem a respectiva descrição constante na tabela abaixo
Estão corretas as definições da solda das afirmativas
		
	 
	I
	
	III
	
	I, II e III
	
	II
	
	I e II
	
	
	Explicação:
Gabarito: I
Justificativa: O primeiro símbolo de soldagem se refere a uma solda de filete dos dois lados da peça. A segunda, se refere a solda em filete em apenas um dos lados da peça, correspondente ao lado em que a seta aponta. A terceira é uma solda de topo quadrada.
	
		9a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	Um parafuso de porca aço (E=200GPaE=200GPa) com cabeça hexagonal M14x2M14x2 e (L=50mmL=50mm) é usado para fixar duas placas de ferro fundido de 15mm15mm. Considerando as afirmativas abaixo, assinale a afirmativa correta.
I - A rigidez do parafuso é maior que a rigidez dos membros.
II - A rigidez dos membros é km≅1453kN/mmkm≅1453kN/mm.
III - A fração da carga externa suportada pelo parafuso de porca ou rigidez da junta é C≅0,38C≅0,38.
		
	
	I e II estão corretas.
	
	I e III estão corretas.
	 
	II e III estão corretas.
	
	Apenas I está correta.
	
	Todas estão corretas.
	
	
	Explicação:
Gabarito: II e III estão corretas.
Justificativa: Nas condições do problema, dado que L=50mmL=50mm e d=14mmd=14mm.
O comprimento sujeitado é l=30mml=30mm e o comprimento sem rosca
O comprimento rosqueado dentro do agarre ou sujeitado é
Da tabela, para rosca M14M14, At=115mm2At=115mm2 e Ad=π.1424≈154mm2Ad=π.1424≈154mm2
Para os membros de ferro fundido
A rigidez da junta é
	
		10a
          Questão
	Acerto: 1,0  / 1,0
	
	A figura mostra uma barra de aço horizontal de espessura 5mm5mm carregada em tração constante e soldada a um suporte. Encontre a carga FF que causará uma tensão admissível τ=140MPaτ=140MPa na garganta da solda  para b=d=50mmb=d=50mm e h=5mmh=5mm.
Fonte: (BUDYNAS e NISBETT, 2015, pag 500)
		
	
	F=70,0kNF=70,0kN
	
	F=35,0kNF=35,0kN
	
	F=175kNF=175kN
	 
	F=49,5kNF=49,5kN
	
	F=29,8kNF=29,8kN
	
	
	Explicação:
Gabarito: F=49,5kNF=49,5kN
Justificativa: a solda em filete tem perna h=5mmh=5mm.
Assim, a garganta da solda tem dimensão