DP - ESTUDOS DISCIPLINARES 7A_8A MECA_NICA

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Nome do aluno: RA: Turma:
Assinatura do aluno:
ESTRUTURAS HIPERESTÁTICA / PROJETO DE MAQUINAS / MÁQUIMAS DE FLUXO
TODOS OS EXERCÍCIOS DEVERÃO SER JUSTIFICADOS
1) Para a barra da figura que é feita de aço com E = 206GPa e com uma seção circular de 80 mm de
diâmetro, o deslocamento vertical na seção da metade do comprimento da barra é:
a) 0,75 mm b) 0,85 mm c) 0,28 mm d) 8,5 mm e) 2,8 mm
Justifique sua resposta:
2)
a) Internamente hiperestática b) Externamente hiperestática c) Isostática
d) Hipoestática e) Três vezes hiperestática
Justifique sua resposta:
Curso: Engenharia Mecânica
Disciplina: DP - ESTUDOS DISCIPLINARES
7º/8º. Semestres 2016-2
NOTA
3) Sabendo-se que a barra é prismática, a reação vertical que o apoio da extremidade direita oferece é:
a) 2,5 kN b) 5,0 kN c) 1,6 kN d) 1,9 kN e) 1,2 kN
Justifique sua resposta:
4) A barra horizontal da figura é prismática com seção retangular de 100 mm de altura e 50 mm de largura.
O cabo, por sua vez, possui 30 mm de diâmetro. Sabendo-se que ambos são feitos de aço (E = 206 GPa), a
reação vertical do apoio fixo é:
a) 0,6 kN b) 0,8 kN c) 1,8 kN d) 1,4 kN e) 2,0 kN
Justifique sua resposta:
5) A barra horizontal da figura é prismática com seção retangular de 100 mm de altura e 50 mm de largura.
O cabo, por sua vez, possui 30 mm de diâmetro. Sabendo-se que ambos são feitos de aço (E = 206 GPa), o
deslocamento vertical na extremidade livre da barra é:
a) 2,10 mm b) 0,15 mm c) 0,45 mm d) 0,21 mm e) 1,5 mm
Justifique sua resposta:
6) A treliça da figura é feita com tubos de aço (E = 206 GPa) que possuem 100 mm de diâmetro externo e
10 mm de espessura. O deslocamento horizontal do nó que se encontra na linha horizontal entre os dois
apoios é:
a) 0,057 mm b) 0,009 mm c) 0,086 mm d) 0,006 mm e) 1,500 mm
Justifique sua resposta:
7) As barras horizontais e verticais da treliça da figura possuem um metro de comprimento, seção transversal
em forma de anel circular com 100 mm de diâmetro externo e 10 mm de espessura e são feitas de aço com E
= 206 GPa. O deslocamento vertical do nó onde está o apoio que fica mais a esquerda é:
a) 0,018 mm b) 0,364 mm c) 0,182 mm d) 0,091 mm e) 0,297 mm
Justifique sua resposta:
8) Com relação á deslocabilidade da estrutura, a barra abaixo é:
a) Três vezes deslocável b) Duas vezes deslocável c) Uma vez deslocável
d) Três vezes hiperestática e) Quatro vezes hiperestática
Justifique sua resposta:
9) A barra da figura é feita de alumínio (E = 73 GPa) e possui seção transversal quadrada com 70 mm de
lado. Usando o método dos deslocamentos, o ângulo de rotação na seção de união entre as barras é:
a) 3,5 x 10-4 rad b) 4,5 x 10-4 rad c) zero d) 2,4 x 10-4 rad e) 1,0 x 10-4 rad
Justifique sua resposta:
10) As barras horizontais e verticais da treliça da figura possuem um metro de comprimento, seção
transversal em forma de anel circular com 100 mm de diâmetro externo e 10 mm de espessura e são feitas
de aço com E = 206 GPa. O deslocamento horizontal do nó onde estão aplicadas as forças é:
a) 0,015 mm b) 0,034 mm c) 0,001 mm d) 0,007 mm e) 0,068 mm
Justifique sua resposta:
11) As barras horizontais e verticais da treliça da figura possuem um metro de comprimento, seção
transversal em forma de anel circular com 100 mm de diâmetro externo e 10 mm de espessura e são feitas
de aço com E = 206 GPa. A reação de apoio vertical que o apoio fixo oferece é:
a) 5,0 kN b) 10 kN c) 1,3 kN d) 0,0 kN e) 6,6 kN
Justifique sua resposta:
12) A barra da figura é feita de alumínio (E = 73 GPa) e possui seção transversal quadrada com 70 mm de
lado. Usando o método dos deslocamentos, o ângulo de rotação nas seções junto aos apoios fixos é:
a) 4,0 kNm b) 2,0 kNm c) 0,8 kNm d) 6,0 kNm e) 6,0 kNm
Justifique sua resposta:
13) A treliça da figura é feita com tubos de aço (E = 206 GPa) que possuem 100 mm de diâmetro externo e
10 mm de espessura. As barras horizontais possuem dois metros de comprimento e as verticais um metro. O
deslocamento horizontal do nó 3, indicado na figura, é:
a) 0,057 mm b) 0,150 mm c) 1,080 mm d) 0,310 mm e) 1,500 mm
Justifique sua resposta:
14) Com relação á deslocabilidade da estrutura, a barra abaixo é:
a) Três vezes b) Duas vezes c) Uma veze
d) Três vezes hiperestática e) Quatro vezes hiperestática
Justifique sua resposta:
15) Um motor de 7,5 kW com frequência de rotação de 1750 rpm é usado para acionar uma bomba
centrífuga que opera 24 horas por dia por meio de uma transmissão por correias. A bomba deve girar a 1175
rpm. A distância entre centros não deve exceder a 1117 mm. O espaço disponível limita o diâmetro da polia
movida a 280 mm. Os diâmetros da polia, motora e movida, respectivamente, são:
a) 82mm e 188mm b) 280mm e 188mm c) 188mm e 280mm
d) 188mm e 82mm e) 280mm e 82mm
Justifique sua resposta:
16)
Na transmissão abaixo, o rendimento de cada mancal é de 97%, o rendimento de cada transmissão por
engrenagens é de 95%, o rendimento da transmissão por correias é de 92%.e o rendimento do tambor é de
90%. Sabendo-se que a carga elevada pelo tambor (3kN) possui uma velocidade de subida igual a 50m/min,
a frequência de rotação do motor é:
a) 38,20 rpm b) 4,244 rpm c) 28,5 rpm d) 397 rpm e) 153 rpm
Justifique sua resposta:
17) Em uma transmissão por correias e polias trapezoidais, a força de transmissão F1 é igual a 250 N. Nesta
transmissão, os diâmetros das polias são 100 mm e 250 mm; a distância entre centros é igual a 350 mm; o
ângulo de cunha da correia é 34º e o coeficiente de atrito entre a correia e as polias é 0,34. Determine a
força F2 ( em N) quando o ângulo de abraçamento nas polias são 166º e 194º:
a) 7,0 b) 70 c) 14 d) 140 e) 1,4
Justifique sua resposta:
18)
A figura representa um eixo e duas polias que fazem parte de um redutor. A polia 2 é a movida da
transmissão 1-2 (correia trapezoidal), onde atuam as forças F1 e F2. A polia 3 é a polia motora da
transmissão 3-4 (correia plana), onde atuam as forças F'1 e F'2. Nos pontos A e B estão colocados os mancais
que sustentam o eixo. Determinar as forças de transmissão na polia 3 quando o torque no eixo é de 300Nm e
o diâmetro da polia 3 é 200mm.
a) 437 N e 2437N b) 437 N e 5084N c) 2437 N e 8084 N
d) 2437 N e 5084 N e) 5084 N e 8084 N
Justifique sua resposta:
19) Um motor elétrico de 746 W gira a 1800 rpm no sentido horário, quando visto pela frente da
engrenagem. A engrenagem motora possui 19 dentes e a movida 36. O ângulo de pressão normal é igual a
20o e o ângulo de hélice 30o. O módulo normal é igual a 2 mm. Determinar as forças de transmissão do par.
a) Ft = 18N, Fa = 10 N, Fr = 75,8 N
b) Ft = 180N, Fa = 104 N, Fr = 75,8 N
c) Ft = 104N, Fa = 180 N, Fr = 75,8 N
d) Ft = 180N, Fa = 75,8 N, Fr = 104 N
e) Ft = 75,4N, Fa = 104 N, Fr = 180 N
Justifique sua resposta:
20) Para um par de ECDR com 6mm de módulo; distância real entre eixos igual a 125 mm; número de
dentes da motora igual a 11; relação de transmissão igual a 2,64 e ângulo de pressão igual a 20o;, determine
os fatores de correção de dentes.
a) x1 = 0,49 x2 = 0,47 b) x1 = 0,47 x2 = 0,49 c) x1 = -0,49 x2 = 0,47
d) x1 = 0,49 x2 = -0,47 e) x1 = -0,49 x2 = -0,47
Justifique sua resposta:
21) Um par de engrenagens cilíndricas de dentes retos transmite 1,85 kW com uma rotação de entrada de
1150 rpm; se conhece:
Resistência à flexão do aço das engrenagens = 90 MPa
HB = 2300 N/mm2
Ângulo de pressão = 25o.
Número de dentes z1 = 14 z2 = 21
Largura da engrenagem = 34 mm
Determine o módulo do par.
a) 4 mm b) 2 mm c) 1 mm d) 6 mm e) 7 mm
Justifique sua resposta:
22) Um parafuso de movimento que possui 50 mm de diâmetro possui uma porca com 50 mm de
comprimento. Sabe-se que o coeficiente de atrito entre o parafuso e a porca é igual a 0,15 e que nele á
aplicado um momento igual 46 Nm. Desprezando-se o atrito entre o parafuso e a escora, determinar a força
que se pode movimentar com este parafuso.
a) 6,2 kN b) 2,6 kN c) 26 kN d) 62 KN e) 0,26 kN
Justifique sua resposta:
23) Considere o exercício 1. Determine a velocidade do ar na saída do ventiladorem metros por segundo.
a) 1,29 m/s b) 1,36 m/s c) 1,41 m/s d) 1,48 m/s e) 1,58m/s
Justifique sua resposta:
24) As máquinas de fluido são normalmente subdivididas em dois tipos principais:
a) máquinas de deslocamento positivo e as máquinas de fluxo
b) máquinas alternativas e máquinas termohidráulicas
c) máquinas de deslocamento positivo e máquinas de deslocamento negativo
d) turbomáquinas e máquinas termohidráulicas
e) máquinas alternativas e máquinas de reação
Justifique sua resposta:
25) Água a 38ºC (ρ = 993,15kg/m3 e pvap=6,5kPa) é bombeada a uma altura manométrica de 43,3m num
local com pressão barométrica igual a 98,60kPa. Na entrada da bomba a pressão indicada pelo vacuômetro é
igual a 381mmHg e a velocidade igual a 4,0m/s. Determine o NPSH disponível pelo sistema e o fator de
Thoma quando ocorre cavitação. Obs.: Densidade relativa do mercúrio 13,6.
a) NPSHdisp = 5,05m; σ = 0,117 b) NPSHdisp = 6,2m; σ = 0,14
c) NPSHdisp = 7,5m; σ = 0,17 d) NPSHdisp = 8,5m; σ = 0,17
e) NPSHdisp = 9,45m; σ = 0,174
Justifique sua resposta:
26) Uma bomba deve alimentar 30m3/h de água a 25ºC ( ρ = 997,10kg /m3 e pvap= 3,17kPa) para um
reservatório aberto para a atmosfera (patm= 101,32kPa), situado 9,5m acima do eixo da bomba, a partir de
um reservatório de aspiração, também aberto para a atmosfera e situado a 2,0m abaixo do eixo da bomba. A
tubulação de aspiração é de aço carbono com costura de diâmetro D=60mm e comprimento de 10m. A
tubulação de recalque também é de aço com diâmetro D=50mm e com comprimento de tubulação de 16m. A
perda de carga na tubulação de aspiração é igual a 3,0m e a perda de carga no recalque igual a 10,0m.
Determinar o NPSH disponível e o NPSH requerido pela bomba considerando que sua rotação especifica
característica é igual a 30 rpm.
a) 6,4m b) 6,24m c) 5,95m d) 5,45m e) 5,04m
Justifique sua resposta:
27) Desenvolva expressões gerais para empuxo, potência produzida e eficiência de um moinho de vento
idealizado, conforme mostrado na figura abaixo. Calcule a velocidade periférica para o moinho holandês
testado por Calvert (D=26m, N=20rpm, V=36km/h e Pproduzida=41kW).
Sugestão: Aplicar as equações de continuidade, quantidade de movimento e energia (componente x) usando
o VC e as coordenada mostradas.
a) 4,98 b) 3,7 c) 3,4 d) 2,8 e) 2,72
Justifique sua resposta:
28) Uma das turbinas da Central Termelétrica de Itaipu, no Rio Paraná, que trabalha com uma freqüência de
50Hz de rotação de 90,0 rpm, se encontra submetida a sua altura de queda nominal, Hn=120m. Considerando
as curvas características representadas pelo diagrama topográfico a seguir (Sistema Técnico de Unidades), a
água de massa específica 1000Kg/m3 e constante a velocidade de rotação, determinar o diâmetro de entrada
do rotor da turbina.
HENN, E. A. L. Máquinas de Fluido, 2ª ed., Ed. UFSM, Santa Maria - RS, 2006.
a) D4=10,42m b) D4=9,76m c) D4=8,98m d) D4=8,68m e) D4=7,97m
Justifique sua resposta:
29) A primeira vista, pelo diagrama apresentado abaixo parece ser mais vantajoso a utilização de elevados
valores para a relação cu5/u5. Mas essa vantagem ocorre até um certo limite, porque o fluido em escoamento
não consegue acompanhar as superfícies fortemente curvadas e descola das paredes, provocando
redemoinhos com núcleos de baixa pressão, o que, no caso de líquidos pode ter conseqüência de cavitação
localizada. Além disso, elevados valores do módulo do vetor velocidade absoluta (c5) exigem a transformação
de uma grande parcela da pressão no difusor (sistema diretor de saída), normalmente com perdas
consideráveis, para reduzir a velocidade na descarga do gerador de fluxo a valores aceitáveis. Essas
ocorrências conduzirão a:
a) Aumento da pressão na máquina
b) Aumento de temperatura na máquina
c) Diminuição da vazão na máquina
d) Vazamentos na máquina
e) Diminuição no rendimento da máquina
Justifique sua resposta:
30) A Figura a seguir mostra um esquema de um filtro hidráulico, cuja função é remover impurezas do fluido
hidráulico, isto é feito forçando o fluxo de fluido a passar por um elemento filtrante que retém a
contaminação. Os tipos de filtragem mais conhecidas são:
a) filtragem de pressão, sucção e de retorno
b) filtragem de passagem, sucção e retorno
c) filtragem longitudinal, pressurização e de retorno
d) filtragem de leito, sucção e longitudinal
e) filtragem de pressão, sucção e de empuxo
Justifique sua resposta: