ATIVIDADE 4 - PROJETO DE MECANISMO

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ATIVIDADE 4 - PROJETO DE MECANISMO 
 
1 - Ao analisar as condições de equilíbrio de um corpo rígido (se ele está parado ou 
com velocidades constantes) é importante verificar se ele ocorre tanto no sentido de 
rotação quanto de translação. Isso porque, conforme a configuração das forças 
aplicadas, um ou outro equilíbrio não será atingido. 
Uma barra rígida de massa desprezível é submetida a um conjunto de forças Fa, F1, F2 
e F3, conforme figura a seguir. Para que a barra esteja em total equilíbrio, as forças F1 
e Fa deverão ser, respectivamente: 
 
4.2 - Figura referente ao exercício 
Fonte: Elaborada pelo autor. 
#PraCegoVer: a figura representa uma barra horizontal de forma retangular apoiada 
sobre uma base triangular de cor. Na barra estão aplicadas quatro forças verticais, 
nomeadas de Fa, F1, F2 e F3. A força Fa está localizada na base de apoio da barra, 
com sentido para cima, enquanto a força F1, com sentido para baixo, está localizada à 
esquerda de Fa e distante de 0,5 m. A F2 vale 1 newton e está localizada à direita de 
Fa, distante 1 m dela, e aponta para baixo. A F3 vale 10 newton e está localizada à 
direita de Fa, distante 2 m de F2, e aponta para baixo. 
 
Fa = 73 N e F1 = 62 N. 
 
2 - O momento torçor é o momento aplicado quando se tenta tirar um parafuso. Nesse 
processo, busca-se torcer o parafuso, de modo que a rosca possa atuar, por exemplo, 
saindo da porca ou do material onde o parafuso está preso. Analisando essa situação 
real, percebe-se o quanto é importante compreender os conceitos de momento e força 
para melhor realização da tarefa. 
A partir dos conhecimentos sobre os momentos e as forças aplicadas em corpos 
rígidos, analise as asserções a seguir. 
 
I. O momento torçor aplicado ao parafuso depende exclusivamente da força 
aplicada em seu eixo longitudinal. 
PORQUE: 
II. Quanto maior a força aplicada e a distância do ponto de aplicação da força 
com relação ao eixo longitudinal, maior o momento torçor pode ser obtido. 
 
Assinale a alternativa que indica corretamente as asserções e a relação entre elas. 
 
A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira . 
 
3 - Ao construir tanques de armazenamento de gases é importante escolher um material 
que suporte uma tensão mínima aplicando a quantidade mínima de matéria-prima. Ou 
seja, tanques resistentes com paredes finas. Então é papel do projetista definir o 
material a ser aplicado de acordo com as características construtivas desejadas. 
Na construção de um tanque esférico de raio interno de 100 cm que deve comportar um 
gás com pressão de 1200 KPa e ter espessura de parede inferior a 5 mm, a tensão que 
o material escolhido deve comportar é de: 
 
no mínimo 120 MPa. 
 
4 - Aficionados por carros discutem sobre a melhor combinação para a posição do motor 
e das rodas motrizes. Alguns dizem que o melhor para um carro de passeio que tem 
motor dianteiro é que a transmissão de força ocorra nas rodas dianteiras, enquanto 
outros preferem que as rodas traseiras impulsionem o veículo. 
Sabendo que, quanto maior as forças envolvidas entre os pneus e o chão, melhor a 
transmissão de potência, avalie as asserções a seguir. 
I. O peso do motor na frente resulta em um momento menor nos pneus da 
frente, o que representa menor força de reação. 
PORQUE: 
II. O centro de gravidade mais à frente do veículo resulta em maior força de 
reação nos pneus traseiros, o que promove maior aderência nesses pneus. 
 
Assinale a alternativa que indica corretamente as asserções e a relação entre elas. 
As asserções I e II são proposições falsas. 
 
5 - Ao aplicar um conjunto de forças em um corpo rígido qualquer, pode-se promover os 
movimentos de rotação e translação desse corpo. Como esses movimentos ocorrerão 
será resultado, além da distribuição de massa do corpo, das posições de aplicação 
dessas forças, bem como das direções e dos sentidos delas. 
Dentro das possibilidades de resultados na aplicação das forças em um corpo rígido, 
analise as afirmativas a seguir: 
I. É possível que ocorra movimento de rotação, mas sem que haja movimento de 
translação. 
II. Ao submeter um corpo rígido a um conjunto de forças, sempre haverá como 
resultado algum tipo de movimento. 
III. Quanto mais distante do centro de gravidade uma força for aplicada, maior será 
sua influência no movimento de translação de um corpo. 
IV. Um conjunto de forças nulo significa que o corpo não tem movimento de 
translação. 
É correto o que se afirma em: 
 
I, apenas. 
 
6 - Por mais que pareça inofensiva, a pressão de um gás ou líquido pode causar sérios 
problemas, em especial nos casos em que o reservatório não suporta a pressão 
aplicada nas paredes, que pode provocar desde deformação a uma falha catastrófica. 
Considere a construção de um tanque esférico de armazenamento de 45 l de gás de 
cozinha, com 22 cm de raio. Para que ele se mantenha em um estado bifásico (gás + 
líquido), ele deve ser armazenado com pressão mínima de 686 KPa. Se o material a 
ser utilizado possui tensão de cisalhamento de 50 Mpa, a espessura do tanque deverá 
ser de: 
 
no mínimo 1,5 mm. 
 
7 - Uma aplicação prática sobre o conceito de impulso é o ensaio de impacto de Charpy. 
Nele uma amostra de geometria definida é submetida a uma colisão que aplica à 
amostra uma energia conhecida que busca quebrá-la. De acordo com a quantidade de 
energia que resta após o experimento é possível verificar se o material é dúctil ou frágil, 
já que materiais duros consomem mais energia para quebrar, ao contrário dos materiais 
frágeis. A ideia é bater na amostra e ver quanto de energia ela consome durante a 
colisão com o equipamento de teste. 
Dentro dos conceitos de momento e impulso, e do descrito para o teste de Charpy, 
assinale a alternativa correta. 
 
Sua resposta está incorreta. 
Alternativa incorreta. No enunciado, é indicado que o teste realiza uma 
colisão (batida) entre a amostra e o equipamento, e isso provoca a variação 
do momento, não a manutenção dessas entidades, o que seria verificado 
caso o teste medisse a inércia. 
 
8 - Existem diferentes resultados que podem ser obtidos ao aplicar uma força em um 
corpo rígido, entre elas a torção e a flexão do corpo. Essas diferentes respostas se dão 
por conta do ponto de aplicação dessa força. Por esse motivo, ao avaliar os esforços 
em uma estrutura, deve-se verificar se ela irá torcer ou dobrar. 
Diante do apontado acima, avalie as duas asserções a seguir. 
I. O efeito de torção é obtido quando se aplica uma força não colinear ao 
centro de gravidade do corpo. 
PORQUE: 
II. A aplicação de uma força perpendicular ao plano transversal de um cabo 
provoca a torção dele ao longo de seu comprimento. 
Assinale a alternativa que indica corretamente as asserções e a relação entre elas. 
 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da 
I. 
 
9 - Conhecer os princípios de momento e somatória de forças pode evitar algumas 
situações engraçadas. Essas situações ocorrem principalmente pela falta de uma 
análise prévia sobre os resultados gerados por uma configuração indevida de forças 
ou pela falta de análise de uma melhor forma de aplicar os esforços. 
Considere então uma chave de boca como mostrada na figura a seguir, usada para 
soltar parafusos de rodas de carros e outros veículos. Cada braço da chave tem 
comprimento de 20 cm até o centro da chave, e todas as forças estão aplicadas nas 
extremidades. 
 
Figura 4.3 - Figura referente ao exercício 
Fonte: Elaborada pelo autor. 
#PraCegoVer: a figura representa uma chave para soltar parafusos de veículos, com o formato 
de uma cruz e com as quatro pontas de tamanho igual. No centro, existe a ferramenta com o 
encaixe para o parafuso a ser solto. Nos braços representados na horizontal estão aplicadas 
duas forças, F1 e F2, uma em cada extremidade da chave, com direção vertical e sentido para 
baixo, com F1 indicada como F1 e sem valordefinido, e F2 valendo 250 newtons. Uma força 
F3 é indicada na extremidade superior da chave, com direção horizontal e sentido para a 
esquerda, valendo 100 newtons. 
 
De acordo com as análises das forças aplicadas na figura, avalie as afirmações a 
seguir. 
I. O módulo de F1 deverá ser de 150 N para que a chave se mantenha em 
equilíbrio, independentemente do torque necessário para soltar o parafuso. 
II. O parafuso que se tenta soltar com essa configuração de forças sofre um 
esforço de cisalhamento na vertical. 
III. Se o parafuso se solta apenas com um torque superior a 1000 Nm no sentido 
horário, a força F1 deverá necessariamente ser aplicada no sentido oposto ao 
apresentado na figura, com valor de 5000 N. 
 
É correto o que se afirma em: 
 
I e II, apenas. 
 
10 - A fim de simplificar os estudos, é comum separar os movimentos de rotação e 
translação de um corpo. Mas, para quantificar quanto de “movimento” um corpo 
possui, deve-se verificar os momentos linear e angular e, a partir da análise desses 
momentos, estudar conceitos físicos, como impulso e equilíbrio do corpo. 
Diante dos conceitos de momento e impulso de um corpo com velocidades de rotação 
e translação constantes, assinale a alternativa correta. 
 
Caso o corpo pare, a variação do momento angular representará o impulso angular 
desse corpo.