Análise de Tensão e Deformação em Engenharia

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AOL 4 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS APLICADA
Conteúdo do exercício
1. Pergunta 1
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Análises de tensão e deformação são essenciais nos projetos de engenharia. Os corpos estarão sujeitos a diferentes carregamentos, de forma que seus elementos constituintes deverão resistir às solicitações à quais estarão submetidos. Estas análises perpassam o conhecimento do estado de tensões e deformações, que podem ser triplos, planos ou uniaxiais, a depender da natureza do problema físico.
Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre análise dos estados planos de tensão e deformação, analise as afirmativas a seguir:
I. A depender do sistema de coordenadas adotado, os valores das componentes de tensão normal e cisalhante podem diferir em sistemas coordenados distintos.
II. No estado plano de deformações, conhecidas duas componentes de deformação normal e uma de deformação cisalhante para determinado estado, podemos definir as deformações principais deste elemento.
III. O estado plano de tensões pode ser definido conhecendo-se duas componentes de tensão cisalhante e uma componente de tensão normal atuantes no elemento infinitesimal.
IV. O estado triplo de tensões num ponto, no caso mais geral, ficará então definido conhecendo-se nove tensões, que são as que atuam nas faces do paralelepípedo elementar.
Está correto apenas o que se afirma em:
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1. 
I e IV.
2. 
I, II e IV.
Resposta correta
3. 
I, III e IV.
4. 
I e IV.
5. 
II, III e IV.
2. Pergunta 2
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Na engenharia, utilizamos diversos materiais que, quando em serviço, devem resistir às solicitações mecânicas, como forças ou cargas. O comportamento mecânico do material é a relação entre essas solicitações e sua resposta, resultado de suas propriedades mecânicas.
Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre análise dos estados planos de tensão e deformação, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I. O estado de tensão num ponto é o conjunto de todas as tensões ocorrendo em todos os planos passando pelo ponto.
Porque:
II. Em torno de um ponto, um elemento de superfície pode assumir uma infinidade de posições, o que acarreta no aparecimento de tensões diferentes no mesmo ponto, correspondentes a cada uma dessas posições.
A seguir, assinale a alternativa correta:
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1. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I
Resposta correta
2. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
3. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
4. 
As asserções I e II são proposições falsas.
5. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
3. Pergunta 3
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Leia o trecho a seguir:
“A segunda feira (6) começa ainda com resquício do temporal de ontem em Novo Hamburgo. Além da falta de luz, que atinge vários bairros, há diversos pontos de bloqueio no trânsito devido à queda de árvores, postes e fios de energia. Também há sinaleiras desligadas. A Guarda Municipal pede atenção redobrada dos motoristas neste início de manhã.”
Fonte: Jornal NH. Árvores e fios caídos, sinaleiras desligadas: veja onde tem bloqueio no trânsito. Nova Hamburgo, 2019. Disponível em: <https://jornalnh.com.br/noticias/regiao/2019/05/2411850-arvores-e-fios-caidos--sinaleiras-desligadas--veja-onde-tem-bloqueio-no-transito.html >. Acesso em: 20 ago. 2020.
Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre dimensionamento de peças sujeitos a carregamentos combinados, determine as tensões principais e cisalhamento máximo para o ponto A da seção do pilar de sustentação de um outdoor dado abaixo. Despreze os esforços cortantes.
 
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1. 
𝜎𝑚á𝑥=1,5 𝑀𝑃𝑎; 𝜎𝑚í𝑛=0,9 𝑀𝑃𝑎; 𝜏𝑚á𝑥=6,0 𝑀𝑃𝑎.
2. 
 𝜎𝑚á𝑥=2,5 𝑀𝑃𝑎; 𝜎𝑚í𝑛=12,5 𝑀𝑃𝑎; 𝜏𝑚á𝑥=5,5 𝑀𝑃𝑎.
3. 
𝜎𝑚á𝑥=1,1 𝑀𝑃𝑎; 𝜎𝑚í𝑛=−7,9 𝑀𝑃𝑎; 𝜏𝑚á𝑥=1,0 𝑀𝑃𝑎..
4. 
𝜎𝑚á𝑥=18,8 𝑀𝑃𝑎; 𝜎𝑚í𝑛=0,0 𝑀𝑃𝑎; 𝜏𝑚á𝑥=9,4 𝑀𝑃𝑎.
Resposta correta
5. 
𝜎𝑚á𝑥=3,1 𝑀𝑃𝑎; 𝜎𝑚í𝑛=−17,5 𝑀𝑃𝑎; 𝜏𝑚á𝑥=2,5 𝑀𝑃𝑎.
4. Pergunta 4
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A análise estrutural consiste na determinação dos estados de tensões e deformações aos quais os elementos estão submetidos. Muitas vezes, simplificações podem ser realizadas, de forma que estados gerais de tensão podem ser representados como planos, uniaxiais ou puros.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre análise dos estados planos de tensão e deformação, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) No estado triplo ou triaxial, as tensões que atuam nas faces do elemento inifitesimal admitem componentes nas direções de todas as suas arestas.
II. ( ) No estado plano ou biaxial, as tensões que atuam no paralelepípedo apresentam componentes ortogonais a apenas um eixo.
III. ( ) No estado simples ou uniaxial, as tensões atuam apenas na direção de um dos eixos coordenados.
IV. ( ) No estado de cisalhamento puro, atuam nas faces do paralelepípedo apenas tensões tangenciais, de forma que as componentes normais são nulas.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
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1. 
V, V, V, F.
2. 
V, V, F, F.
3. 
F, V, F, V.
4. 
V, F, V, V.
Resposta correta
5. 
V, F, F, V.
5. Pergunta 5
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O sistema de ancoragem no trabalho em altura previne quedas e, caso elas aconteçam, sustentam as forças aplicáveis, evitando lesões e até mortes. Seu conceito está no anexo II da Norma Regulamentadora (NR) 35 como um conjunto de componentes que integra um sistema de proteção individual contra quedas – SPIQ.
Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre análise dos estados planos de tensão e deformação, determine as tensões cisalhantes que atuam paralelas à solda e a tensão normal ao plano da solda do suporte metálico a seguir (tenha em mente que ele tem uma espessura de 30 mm e que a carga suportada é de 10 kN):
 
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1. 
𝜎𝑥=0,8 𝑀𝑃𝑎; 𝜎𝑦=0,3 𝑀𝑃𝑎; 𝜏𝑥𝑦=0,5 𝑀𝑃𝑎.
Resposta correta
2. 
 𝜎𝑥=22,5 𝑀𝑃𝑎; 𝜎𝑦=0,6 𝑀𝑃𝑎; 𝜏𝑥𝑦=2,5 𝑀𝑃𝑎.
3. 
𝜎𝑥=1,5 𝑀𝑃𝑎; 𝜎𝑦=0,2 𝑀𝑃𝑎; 𝜏𝑥𝑦=0,5 𝑀𝑃𝑎.
4. 
 𝜎𝑥=45,0 𝑀𝑃𝑎; 𝜎𝑦=−1,0 𝑀𝑃𝑎; 𝜏𝑥𝑦=2,0 𝑀𝑃𝑎.
5. 
𝜎𝑥=3,5 𝑀𝑃𝑎; 𝜎𝑦=0,5 𝑀𝑃𝑎; 𝜏𝑥𝑦=1,5 𝑀𝑃𝑎.
6. Pergunta 6
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A determinação da resistência aos esforços cisalhantes nos solos constitui um dos pontos fundamentais de toda a Mecânica dos Solos. Define-se como resistência ao cisalhamento do solo a tensão cisalhante que ocorre no plano de ruptura no instante da ruptura.
Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre análise dos estados planos de tensão e deformação, determine as tensões que agem no plano inclinado AB:
 
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1. 
𝜎𝑥=20,5 𝑀𝑃𝑎; 𝜎𝑦=4,0 𝑀𝑃𝑎; 𝜏𝑥𝑦=2,5 𝑀𝑃𝑎.
2. 
𝜎𝑥=17,5 𝑀𝑃𝑎; 𝜎𝑦=10,0 𝑀𝑃𝑎; 𝜏𝑥𝑦=10,5 𝑀𝑃𝑎.
3. 
𝜎𝑥=75,0 𝑀𝑃𝑎; 𝜎𝑦=−6,0 𝑀𝑃𝑎; 𝜏𝑥𝑦=6,0 𝑀𝑃𝑎.
4. 
 𝜎𝑥=15,45 𝑀𝑃𝑎; 𝜎𝑦=−2,45 𝑀𝑃𝑎; 𝜏𝑥𝑦=1,1 𝑀𝑃𝑎.
Resposta correta
5. 
𝜎𝑥=0,5 𝑀𝑃𝑎; 𝜎𝑦=7,5 𝑀𝑃𝑎; 𝜏𝑥𝑦=8,5 𝑀𝑃𝑎.
7. Pergunta 7
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Na engenharia, a deformação de uma estrutura é esperada, ela representa uma mudança da configuração geométrica que resulta na variação da sua forma ou das suas dimensões após a aplicação de uma ação externa. As deformações são esperadas, mas existe para cada tipo de estrutura um limite aceitável, visando garantir as condições de estado limite de serviço.
Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre métodos de aplicação dos teoremas de energia e deformação, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. O trabalho é armazenado em um corpo como energia elástica interna de deformação ou simplesmente energia de deformação (U).
Porque:
II. Nos corpos sólidos deformáveis, o produto de forças (ou momentos) por deslocamentos nas respectivas direções de atuação originam trabalho.
A seguir, assinale a alternativa correta:
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1. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativacorreta da I.
Resposta correta
2. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
3. 
As asserções I e II são proposições falsas.
4. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
5. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
8. Pergunta 8
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Leia o trecho a seguir:
“Para vãos maiores, podem ser utilizadas vigas treliçadas que normalmente são mais leves. Além disso, as estruturas constituídas de treliças geralmente são mais rígidas do que as constituídas por vigas e apresentam assim menores deslocamentos verticais (STALNAKER e HARRIS, 1989).”
Fonte: FERNÁNDEZ, B. O. Sistemas de treliças modulares para pontes de madeira: uma boa alternativa para o Estado do Pará. Tese de Doutorado – Universidade de São Paulo. São Paulo, 2010, p.151.
Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre métodos de aplicação dos teoremas de energia e deformação, determine o deslocamento do ponto C da treliça para carregamento a seguir:
 
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1. 
9,102 mm.
2. 
3,039 mm.
Resposta correta
3. 
3,542 mm.
4. 
1,781 mm
5. 
4,551 mm.
9. Pergunta 9
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Leia o trecho a seguir:
“Se as deformações específicas provocadas em um corpo de prova pela aplicação de determinada força desaparecem quando a força é removida, dizemos que o material se comporta elasticamente. O maior valor da tensão para o qual o material comporta-se elasticamente é chamado de limite elástico do material. Se o material tem um ponto de escoamento bem definido, o limite elástico, o limite de proporcionalidade e o ponto de escoamento são essencialmente iguais. Em outras palavras, o material comporta-se elástica e linearmente desde que a tensão seja mantida abaixo do ponto de escoamento.”
Fonte: BEER, F. P. et al. Mecânica dos materiais. 5. ed. Porto Alegre: AMGH, 2011, p. 77-78.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre métodos de aplicação dos teoremas de energia e deformação, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I. Projetos de estruturas de estacionamento, pontes e outras estruturas sujeitas a impactos devem prever elementos com alta resiliência.
Porque:
II. Estes elementos devem ser capazes de absorver a energia de deformação oriunda desses impactos sem entrar em regime de escoamento.
A seguir, assinale a alternativa correta:
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1. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
Resposta correta
2. 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
3. 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
4. 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
5. 
As asserções I e II são proposições falsas.
10. Pergunta 10Crédito total dado
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As treliças são estruturas formadas por barras ligadas entre si pelas extremidades por meio de rótulas, pinos, parafusos ou solda. As treliças planas
são aquelas cujas barras se distribuem num único plano, e as forças atuantes nessa estrutura atuam nesse mesmo plano.
Considerando essas informações e conteúdo estudado sobre métodos de aplicação dos teoremas de energia e deformação, determine o deslocamento do ponto B da treliça para carregamento dado:
 Adote E = 200 GPa e raio = 0,005m – Dica da Tutora Laura.
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1. 
2,152 mm.
2. 
1,701 mm.
3. 
1,025 mm.
4. 
1,894 mm.
Resposta correta
5. 
2,500 mm