Fundamentos de Projetos Mecânicos

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Fundamentos de Projetos Mecânicos
Projetos 
Mecânicos
Diretor Executivo 
DAVID LIRA STEPHEN BARROS
Gerente Editorial 
CRISTIANE SILVEIRA CESAR DE OLIVEIRA
Projeto Gráfico 
TIAGO DA ROCHA
Autoria 
ANDREW SCHAEDLER
EUGENIO BASTOS MACIEL
AUTORIA
Andrew Schaedler
Olá! Sou formado em Engenharia Mecânica, com uma experiência 
técnico-profissional na área de engenharia de processos e usinagem 
de precisão de mais de 8 anos. Passei por empresas, como a TDK, 
multinacional japonesa produtora de componentes eletrônicos, John 
Deere, multinacional americana produtora de equipamentos agrícolas, 
e, hoje, sou sócio proprietário de uma metalúrgica especializada em 
usinagem de precisão, atendendo empresas de grande porte do ramo 
automotivo. 
Sou apaixonado pelo que faço e adoro transmitir minha experiência 
de vida àqueles que estão iniciando em suas profissões. Por isso, fui 
convidado pela Editora Telesapiens a integrar seu elenco de autores 
independentes. Estou muito feliz em poder ajudar você nesta fase de 
muito estudo e trabalho. Conte comigo!
Eugenio Bastos Maciel
Olá! Sou bacharel e mestre em Física pela Universidade Federal 
de Campina Grande e doutor em Física pela Universidade Federal da 
Paraíba. Fui professor assistente 1 (substituto), na Unidade Acadêmica de 
Física da Universidade Federal de Campina Grande e, atualmente, sou 
professor substituto na Universidade Estadual da Paraíba e realizo estágio 
de pós-doutorado junto ao Programa de pós-graduação em Física na 
Universidade Federal de Campina Grande, atuando nas seguintes áreas: 
Mecânica Quântica Relativística em Espaço Curvo, Gravitação, Cosmologia 
e Teoria Quântica de Campos. Sou apaixonado pelo que faço e adoro 
transmitir minha experiência de vida àqueles que estão iniciando em suas 
profissões. Por isso, fui convidado pela Editora Telesapiens a integrar seu 
elenco de autores independentes. Estou muito feliz em poder ajudar você 
nesta fase de muito estudo e trabalho. Conte comigo!
ICONOGRÁFICOS
Olá. Esses ícones irão aparecer em sua trilha de aprendizagem toda vez 
que:
OBJETIVO:
para o início do 
desenvolvimento de 
uma nova compe-
tência;
DEFINIÇÃO:
houver necessidade 
de se apresentar um 
novo conceito;
NOTA:
quando forem 
necessários obser-
vações ou comple-
mentações para o 
seu conhecimento;
IMPORTANTE:
as observações 
escritas tiveram que 
ser priorizadas para 
você;
EXPLICANDO 
MELHOR: 
algo precisa ser 
melhor explicado ou 
detalhado;
VOCÊ SABIA?
curiosidades e 
indagações lúdicas 
sobre o tema em 
estudo, se forem 
necessárias;
SAIBA MAIS: 
textos, referências 
bibliográficas e links 
para aprofundamen-
to do seu conheci-
mento;
REFLITA:
se houver a neces-
sidade de chamar a 
atenção sobre algo 
a ser refletido ou dis-
cutido sobre;
ACESSE: 
se for preciso aces-
sar um ou mais sites 
para fazer download, 
assistir vídeos, ler 
textos, ouvir podcast;
RESUMINDO:
quando for preciso 
se fazer um resumo 
acumulativo das últi-
mas abordagens;
ATIVIDADES: 
quando alguma 
atividade de au-
toaprendizagem for 
aplicada;
TESTANDO:
quando o desen-
volvimento de uma 
competência for 
concluído e questões 
forem explicadas;
SUMÁRIO
Introdução aos Projetos Mecânicos e às suas Áreas de 
Atuação ........................................................................................................... 12
Projeto Mecânico ............................................................................................................................. 12
Fases de um Projeto...................................................................................................................... 15
Ferramentas Utilizadas em Projetos ................................................................................. 19
Sistema Internacional de Unidades (SI) ............................................22
Um Pouco de História sobre o Sistema Internacional de Unidades (SI) .22
Unidades do Sistema Internacional de Unidades (SI) ..........................................24
Unidade de Comprimento – Metro (m) ......................................................24
Unidade de Massa – Quilograma (kg) .........................................................24
Unidade de Tempo – Segundo (s) ...................................................................24
Unidade de Corrente Eléctrica – Ampere (A) ..........................................24
Unidade de Temperatura Termodinâmica – kelvin (K)......................25
Unidade de Intensidade Luminosa – Candela (cd) .............................25
Unidade de Quantidade de Matéria – Mole (mol) ...............................25
Unidades Fora do SI, Porém em uso com o SI .........................................................28
Introdução ao Desenho Técnico ........................................................... 31
Um Pouco da História do Desenho Técnico................................................................ 31
Definição e Conceito de Desenho Técnico ..................................................................33
Material Utilizado em Desenho Técnico ........................................................................ 36
Papel ..................................................................................................................................... 36
Lápis ou Lapiseira ....................................................................................................... 39
Régua e Escalímetro ................................................................................................. 39
Borracha ............................................................................................................................. 40
Esquadros ......................................................................................................................... 40
Compassos ....................................................................................................................... 41
Resistência dos Materiais e Projetos Mecânicos ...........................43
Introdução .............................................................................................................................................43
Mecânica ...............................................................................................................................................45
Aplicações e Características ...................................................................................................47
Estática ................................................................................................................................................... 49
Conceito de Força ......................................................................................................................... 50
Massa ...................................................................................................................................................... 50
Aceleração Gravitacional ........................................................................................................... 51
Peso dos Corpos.............................................................................................................................. 51
9
UNIDADE
01
Projetos Mecânicos
10
INTRODUÇÃO
A área de Projetos Mecânicos está diretamente ligada à automação 
industrial, às evoluções tecnológicas dentro das indústrias e ao desenho 
técnico. É do desenho técnico que se inicia a criação de novos projetos 
e máquinas, o que aumenta a capacidade de produção das indústrias e 
organizações e, muitas vezes, a qualidade delas. 
O profissional que trabalha com Projetos Mecânicos com frequência 
está ligado a projetos inovadores e decisivos para as organizações, e isso 
propicia uma vasta gama de oportunidades para os profissionais dessa 
área. Trabalhar no setor de inovação de uma indústria caracteriza-se por 
sua dinamicidade que engloba várias áreas de conhecimento e, portanto, 
diferentestipos de profissionais, os quais estarão utilizando o Projeto 
Mecânico para a criação de novos equipamentos.
Conseguiu ter uma ideia da amplitude desse conhecimento? Está 
pronto para entrar nessa área tão abrangente e rica em informações? 
Então, vamos em frente!
Projetos Mecânicos
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OBJETIVOS
Olá! Seja muito bem-vindo à Unidade 1 – Fundamentos de 
Projetos Mecânicos. Nosso objetivo é auxiliar você no desenvolvimento 
das seguintes competências profissionais até o término desta etapa de 
estudos:
1. Entender o que são, para que servem e como são desenvolvidos 
os projetos mecânicos.
2. Compreender o Sistema Internacional de Unidades de Medidas 
(SI), aplicando-o às grandezas mecânicas.
3. Definir o conceito de desenho técnico, interpretando seus 
elementos em um projeto mecânico.
4. Entender o que é a resistência dos materiais, compreendendo sua 
importância no contexto dos projetos mecânicos.
Projetos Mecânicos
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Introdução aos Projetos Mecânicos e às 
suas Áreas de Atuação
OBJETIVO:
Neste capítulo, iniciaremos nossos estudos sobre a área 
de conhecimento de Projetos Mecânicos. Entenderemos 
como os Projetos Mecânicos são feitos e qual é o impacto 
deles em nossas vidas.
Vamos, então, ingressar nessa nova etapa de construção 
do seu conhecimento. Vamos em frente!.
Projeto Mecânico
Quando analisamos a confecção e a execução de um Projeto 
Mecânico, podemos ver diferentes habilidades e conhecimentos sendo 
organizados para atingir um objetivo. Grandes etapas dos projetos 
precisam ser divididas em tarefas e subtarefas, de forma simples e 
executável. Devido à complexidade de um Projeto Mecânico, é necessário 
que as tarefas e os assuntos sigam uma sequência lógica, em que 
temos conceitos sendo introduzidos ao longo da execução do projeto. 
(BUDYNAS; NISBETT, 2011)
Projetos Mecânicos
13
Figura 1 – Exemplo de Projeto Mecânico e ferramentas utilizadas para confeccioná-lo 
Fonte: Pixabay.
Em um primeiro momento, é analisada a natureza do projeto em 
geral e, depois, o projeto de Engenharia Mecânica em particular. 
DEFINIÇÃO:
A seguir, temos a definição de projeto, segundo Budynas e 
Nisbett (2011).
Projeto é um processo repetitivo 
com muitas fases interativas. Existem 
muitos recursos para auxiliar o 
projetista (responsável pelo desenho 
técnico), entre os quais várias fontes 
de informação e diversas ferramentas 
computacionais de projeto. (BUDYNAS; 
NISBETT, 2011, p. 30)
Em um Projeto Mecânico, temos funções a serem desempenhadas, 
as quais são regidas por códigos e padrões e por aspectos econômicos, 
de segurança e exigência dos clientes.
Projetos Mecânicos
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A vida útil dos elementos mecânicos está relacionada à tensão e à 
resistência. Incertezas estão sempre presentes na confecção de Projetos 
Mecânicos, e essas incertezas são resolvidas com a utilização de fatores 
de segurança, sendo eles variados a partir de termos determinísticos ou 
estatísticos. A abordagem estatística trata da confiabilidade do projeto e 
requer dados estatísticos adequados.
Projetar é construir um plano que cria uma solução para uma 
necessidade específica ou resolve um problema. Quando o plano tem 
como resultado a criação de algo concreto, ou seja, um produto, ele deve 
ser funcional, seguro, confiável e possível de ser utilizado, fabricado e 
comercializado.
Para execução de um projeto, passamos por um processo criativo e 
inovador – normalmente bastante repetitivo – e que necessita de tomadas 
de decisões. Em algumas situações, é necessário tomar decisões com 
poucas informações; em outras, as decisões são tomadas de forma 
provisória e serão mudadas com o decorrer do projeto, quando surgirem 
novas informações. 
Independentemente da situação, o projetista ou desenhista técnico 
precisa sentir-se confiável e ser capaz de tomar decisões e resolver 
problemas.
Os recursos pessoais de criatividade, habilidade 
comunicativa e de solução de problemas de um 
desenhador são entremeados com conhecimento 
tecnológicos e princípios básicos. Ferramentas de 
engenharia como matemática, estatística, computadores, 
desenho técnico e normas são combinadas para produzir 
um plano que, quando levado a cabo, resulta num produto 
que é funcional, seguro, competitivo, bem próprio pra ser 
usado, fabricado e comercializado, independentemente 
de quem o cria ou o utiliza. (BUDYNAS; NISBETT, 2011, p. 
30)
A comunicação é fundamental e intensa na execução e elaboração 
de Projetos Mecânicos. São utilizadas tanto palavras quanto imagens 
empregadas de forma escrita e oral. Os projetistas precisam comunicar-se 
de forma eficaz, e é preciso que isso aconteça com pessoas de diferentes 
áreas de conhecimento. 
Projetos Mecânicos
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Fases de um Projeto
Como um projeto é criado? Quais são as fases e os processos de 
um projeto? Quais são os fatores que influenciam as tomadas de decisões 
que acontecem durante um projeto?
Segundo Budynas e Nisbett (2011), os processos de um projeto 
podem ser representados como na figura a seguir.
Figura 2 – Fases de um projeto mostrando as diversas realimentações e repetições
Identificação da necessidade
Definição do problema
Apresentação
Análise e otimização
Repetição
Avaliação
Síntese
Fonte: Budynas e Nisbett (2011).
Projetos Mecânicos
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IMPORTANTE:
O processo de criação de um projeto começa com a 
identificação da necessidade a ser atendida e a decisão 
de fazer algo para atender a essa necessidade. Após muita 
análise e diversas repetições de atividades, o processo é 
finalizado com a apresentação dos planos que irão atender 
à necessidade apresentada.
Agora, vamos analisar cada uma das fases apresentadas na Figura 2.
 • Identificação da necessidade: esta é a etapa inicial do projeto. 
Entender e descrever em palavras a necessidade a qual sua 
solução será o objetivo do projeto, normalmente, se trata de 
uma tarefa bastante criativa. Isso porque, em diversos casos, 
a necessidade não é algo evidente. Um exemplo seria uma 
intervenção em uma máquina de embalagem. Essa intervenção 
poderia ser motivada devido ao alto nível de ruído, a uma variação 
no peso das embalagens ou até mesmo a uma variação na 
qualidade das embalagens.
 • Definição do problema: nesta fase, a descrição do problema 
deve ser bastante específica e conter todas as especificações para 
a execução do projeto do objeto que irá atender às necessidades 
descritas. As especificações definem todas as entradas e saídas 
desse objeto. Com elas, também será possível calcular o custo 
desse objeto, vida útil, temperatura de operação, confiabilidade, 
velocidades de avanço, limitações dimensionais, peso, entre 
diversas outras características possíveis.
 • Síntese: esta fase também é chamada de projeto conceitual. 
Esquemas e esboços devem ser apresentados nessa etapa do 
projeto. Assim, é possível analisar suas funcionalidades e seu 
desempenho, de forma que um deles seja escolhido para ser 
executado. Podemos verificar na figura 1 que as etapas de síntese 
e análise e otimização estão ligadas de forma a serem repetidas, 
isso para que a análise dos projetos conceituais seja executada e 
estressada ao máximo, de forma que a solução escolhida atenda 
de forma satisfatória aos requisitos do projeto. 
Projetos Mecânicos
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 • Análise e otimização: para execução desta etapa do processo, 
é necessário que sejam construídos modelos ou sistemas. Isso 
possibilitará o emprego de algumas análises matemáticas. Esses 
modelos matemáticos são criados com o intuito de simular o 
sistema físico real, assim é possível entender o comportamento 
do objeto a ser construído.
 • Avaliação: esta etapa é de suma importância para a realização 
de um projeto, pois é aqui que que teremos protótipos para 
análise em laboratório. Nessa etapa, procura-se saber se o 
projeto realmente atende às necessidades apresentadas, se ele 
é confiável, economicamente viável, entre outras questões que 
posam surgir.
 • Apresentação:nesta etapa final do projeto, ele será apresentado a 
terceiros. Com certeza, inúmeros projetos muito bem executados 
não foram construídos, pois seus criadores não foram capazes de 
apresentá-los e explicá-los de forma eficiente, não transmitindo 
sua necessidade para outras pessoas. Nessa etapa, em que a 
solução é “vendida” para outras pessoas, é necessário que o projeto 
apresente de forma clara o problema que ele está solucionando, de 
forma que outras pessoas entendam sua importância e resolvam 
seguir em frente com sua execução (BUDYNAS; NISBETT, 2011).
Em diversas situações, a resistência exigida de um elemento 
pertencente a um sistema é um fator bastante importante que será 
influenciado diretamente pela Geometria e pelas dimensões desse 
elemento. Nessa situação, diz-se que a resistência é uma consideração 
de projeto importante. A expressão “consideração de projeto” significa 
que a característica citada irá influenciar diretamente no projeto ou em 
um de seus sistemas. É comum que um número considerável dessas 
características seja considerado no projeto e tratado com bastante 
cuidado e análise.
Projetos Mecânicos
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No Quadro 1, temos alguns exemplos de características 
normalmente utilizadas na consideração de projeto.
Quadro 1 – Fases de um projeto mostrando as diversas realimentações e repetições
1 – Funcionalidade 14 – Ruído
2 – Resistência 15 – Estilo
3 – Distorção/Deflexão/
Rigidez
16 – Forma
4 – Desgaste 17 – Tamanho
5 – Corrosão 18 – Controle
6 – Segurança 19 – Propriedades térmicas
7- Confiabilidade 20- Superfície
8 – Fabricabilidade 21 – Lubrificação
9 – Utilidade 22– Mercantibilidade
10 – Custo 23 – Manutenção
11 – Atrito 24 – Volume
12 – Peso 25 – Responsabilidade pelo produto
13 – Vida útil
26 – Refabricação/recuperação de 
recursos
Fonte: Budynas e Nisbett (2011).
Algumas das características apresentadas possuem relação direta 
com a forma de fabricação, o material utilizado, o processamento ou a 
forma de junção dos elementos no sistema. É comum características 
estarem relacionadas, interferindo no sistema como um todo (BUDYNAS; 
NISBETT, 2011).
Projetos Mecânicos
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Ferramentas Utilizadas em Projetos
Atualmente, existem diversas ferramentas e recursos disponíveis 
que podem ajudar na confecção de Projetos Mecânicos e na solução de 
problemas que irão surgir durante a execução ou confecção de um projeto.
Computadores e softwares forcem ferramentas de baixo 
custo e com grande capacidade de auxiliar na execução de Projetos 
Mecânicos, análise e simulação de elementos e sistemas mecânicos. 
Independentemente das ferramentas escolhidas, o projetista necessita 
ter acesso às informações técnicas sobre os elementos utilizados. Nesse 
caso, os recursos utilizados vão de variar de artigos científicos, catálogos, 
livros ou qualquer fonte confiável que prover informações e características 
sobre os elementos utilizados no projeto.
Atualmente, vivemos a era da informação em que temos acesso 
fácil e uma quantia de informações surpreendente. Porém, é de suma 
importância para os profissionais estar atualizado dentro da área de 
conhecimento em que atuam. Segundo Budynas e Nisbett (2011), algumas 
fontes importantes de informações são:
 • Bibliotecas, sendo elas públicas, privadas ou de universidades. 
Dicionários de Engenharia e enciclopédias, livros-textos, 
monografias, manuais técnicos, periódicos científicos, relatórios 
técnicos e até mesmo catálogos comerciais.
 • Fontes governamentais (seguem alguns exemplos do Brasil): 
Inmetro, Conselho Federal de Engenharia e Arquitetura CONFEA, 
Conselho Regional de Engenharia e Arquitetura CREA, as Normas 
Brasileiras Regulamentadoras (NBR), Associação Brasileira de 
Normas Técnicas (ABNT), entre diversas outras instituições.
Quanto a ferramentas computacionais, sabemos que existem 
inúmeros softwares de desenho de projeto assistido por computador – 
Computer Aided Design (CAD) – que permitem a confecção de projetos 
tridimensionais (3D). A partir da utilização desses softwares, é possível 
gerar vistas ortogonais bidimensionais com dimensionamento automático 
ferramenta que otimiza em muito o tempo de realização de um Projeto 
Mecânico.
Projetos Mecânicos
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Outra vantagem da utilização desses softwares é a possibilidade 
da utilização de cálculos rápidos e precisos de propriedade de massa, 
localização do centro de gravidade e momentos de inércia das massas 
das peças projetadas.
Como comentado, existe uma grande variedade desses softwares 
no mercado, podendo-se citar alguns dos mais utilizados: Aries, AutoCAD, 
CadKey, I-Deas, Solid Works, Inventor e o ProEngineer.
Dentro desse mundo de Projeto Mecânico utilizando computadores 
como ferramentas, temos o termo Computer Aided Engineering (CAE), 
que significa engenharia com o auxílio de computador, assim o CAD 
pode ser considerado um subconjunto da CAE. Alguns programas podem 
realizar tarefas de análises de Engenharia ou simulações específicas 
que ajudam o projetista, porém, diferentemente do CAD, elas não são 
consideradas ferramentas para a criação de projetos. Como exemplo 
desse tipo de programas, podemos citar os softwares que executam 
análise de elementos finitos – Finite Element Analysis (FEA). Eles são 
capazes de analisar as tensões e deflexões, vibrações e transferência de 
calor, podemos citar como exemplo os softwares: Algor, ANSYS e o MSC/
NASTRAN.
Ainda, podemos citar como exemplos de softwares que auxiliam 
em soluções de Engenharia, mas também são utilizados para auxilio 
em outras áreas de conhecimento temos o Excel, Lotus, Quattro-Pro 
que auxiliam em manipulação de textos e planilhas e para a solução de 
problemas matemáticos e estatística temos o Maple, MathCad, Matlab, 
Mathematica e o TKsolver (BUDYNAS; NISBETT, 2011).
Não percebemos facilmente, mas, nos dias atuais, a função 
de Projeto Mecânico quase sempre está assistida por softwares que 
desempenham as mais diversas funções.
Projetos Mecânicos
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RESUMINDO:
Muito interessante, não é mesmo? Aposto que você não 
tinha se dado conta de como a área de Projetos Mecânicos 
é tão abrangente.
Neste capítulo, aprendemos sobre o conceito de Projeto 
Mecânico, qual é seu objetivo e como ele deve ser 
conduzido entre equipes multidisciplinares para que atinja 
seu objetivo.
Também entendemos como funciona o processo de 
criação de um Projeto Mecânico quais são suas etapas e o 
que é necessário executar em cada uma delas.
Além disso, também entendemos como as ferramentas 
computacionais estão presentes na elaboração de Projetos Mecânicos 
nos dias atuais, como eles são classificadas e vimos alguns exemplos das 
fermentas mais utilizadas atualmente.
Bastante conteúdo, não é mesmo? Espero que tenha aprendido 
tudo e despertado sua curiosidade para seguir em frente! Avante!
Projetos Mecânicos
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Sistema Internacional de Unidades (SI)
OBJETIVO:
Neste capítulo, aprenderemos sobre o Sistema Internacional 
de Unidades (SI), qual é sua relação com Projetos Mecânicos 
e como esse sistema normatiza a utilização de medidas 
pelo mundo todo, possibilitando, assim, uma comunicação 
clara e efetiva entre profissionais da área de Projetos 
Mecânicos. Bacana, não é mesmo? Vamos em frente!.
Um Pouco de História sobre o Sistema 
Internacional de Unidades (SI)
O ato de medir é muito antigo. Ele nasceu da necessidade de 
conversar sobre o tamanho das coisas e remete à origem das civilizações. 
Durante muitos séculos, cada povo criava seu próprio sistema de medidas. 
Esses sistemas surgiram a partir de unidades arbitrárias e sem precisão, 
como as medidas baseadas no corpo humano (medidas antropomórficas): 
palmo, pé, polegada, braça e côvado.
Isso criava confusão no comércio, povos comercializando entre si 
com medidas diferentes, além do fato de que, muitas vezes, um povoado 
desconhecia as medidas de outro. Imagine a dificuldade de comprar 
ou vender produtos utilizando quantidades com unidadesde medida 
diferentes e que não tinham correlação entre si.
Quando o feudalismo entrou em crise, a política e economia 
começaram a mudar, logo a necessidade de conciliar os interesses da 
nobreza e da burguesia mercantil começou a interferir nos métodos 
utilizados para medir produtos. 
A formação dos Estados Nacionais, maneira adotada para a grande 
crise da época, apresentava como soluções a criação de unidades 
monetárias, um idioma nacional e a padronização de pesos e medidas, 
para facilitar as transações comerciais.
Projetos Mecânicos
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A Revolução Científica do Iluminismo no século XVII ocasionaria 
mudanças no cenário intelectual, realizando estudos da natureza e de 
seus fenômenos.
A partir de 1790, durante a conturbada Revolução Francesa, 
propostas para uma nova padronização metrológica foram encaminhadas 
à Assembleia Nacional. A Academia de Ciências da França dirigiu o projeto 
do Sistema Métrico Decimal, que foi apresentado em 1799 (WITOLD, 1970).
Nos anos seguintes, muitos outros países adotaram o sistema, 
inclusive o Brasil, aderindo à Convenção do Metro, de 20 de maio de 1875.
No início, o Sistema Métrico Decimal possuía três unidades básicas 
de medida, sendo elas o metro, o quilograma e o segundo. Com o 
desenvolvimento científico e tecnológico, surgiu a necessidade de criar-
se medições cada vez mais precisas e diversificadas. 
Devido a essas exigências, em 1960, na 11ª Conferência Geral de 
Pesos e Medidas, foi aprovado o Sistema Internacional de Unidades (SI), 
mais complexo e sofisticado. O SI foi adotado e ratificado pela Resolução 
nº 12 (de 1988) do Conselho Nacional de Metrologia, Normalização e 
Qualidade Industrial (Conmetro), em 1962 no Brasil. Dessa forma, o SI 
passou a ser de uso obrigatório em todo o território nacional (COSTA-
FELIX; BERNARDES, 2017).
Agora, vamos aprender um pouco mais sobre cada uma dessas 
unidades, vendo suas definições atuais segundo o Sistema Internacional 
de Unidades (SI). Estamos utilizando como base a tradução do SI 
autorizada pelo BIPM da 8ª edição de 2006, realizada pelo Inmetro.
Projetos Mecânicos
24
Unidades do Sistema Internacional de 
Unidades (SI)
Agora, vamos ver as definições das sete unidades de base do SI. As 
informações a seguir foram tiradas do Sistema Internacional de Unidades 
(SI) 1ª edição brasileira (INMETRO, 2012).
Unidade de Comprimento – Metro (m) 
O metro é definido como o comprimento do trajeto percorrido no 
vazio pela luz durante 1/299.792.458 segundos.
Essa definição tem como consequência fixar a velocidade da luz no 
vazio em 299.792.458 ms-1.
Unidade de Massa – Quilograma (kg) 
O quilograma é a unidade de massa igual à massa do protótipo 
internacional do quilograma.
Unidade de Tempo – Segundo (s)
O segundo é a duração de 9.192.631.770 períodos da radiação 
correspondente à transição entre dois níveis hiperfinos do estado 
fundamental do átomo de césio.
Essa definição se refere a um átomo de césio no seu estado 
fundamental a 0 K.
Unidade de Corrente Eléctrica – Ampere (A)
O ampere é a intensidade de uma corrente constante mantida em 
dois condutores retilíneos e paralelos, de comprimento infinito, de secção 
circular negligível e colocados à distância de um metro no vazio. Nessa 
situação, 1 ampere produziria entre esses dois condutores uma força igual 
a 2 x 10–7 newton por metro de comprimento.
Projetos Mecânicos
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Unidade de Temperatura Termodinâmica – kelvin 
(K)
O kelvin é a fracção 1/273,16 da temperatura termodinâmica do 
ponto triplo da água.
O símbolo de temperatura grau Celsius (ºC) é de magnitude igual 
ao kelvin. Assim, uma diferença de temperaturas pode ser expressa em 
graus Celsius ou em kelvins. A temperatura do ponto de congelamento 
da água em kelvin é -273.15 K.
Unidade de Intensidade Luminosa – Candela (cd)
Candela é a intensidade luminosa em uma dada direção, gerada 
por uma fonte que emite radiação monocromática de frequência 540x1012 
hertz e que tem uma intensidade radiante nessa direção de 1/683 watt 
por esterradiano.
Unidade de Quantidade de Matéria – Mole (mol)
A mole é a quantidade de matéria de um sistema que contém tantas 
entidades elementares como há átomos em 0,012 quilogramas de carbono. 
Quando se utiliza a unidade mole, as entidades elementares devem ser 
especificadas e podem serem átomos, moléculas, íons, elétrons, outras 
partículas, ou agrupamentos especificados dessas partículas (Adaptado 
de Inmetro, 2012, p. 23-28).
O Sistema Internacional também apresenta as unidades derivadas. 
Elas são formadas pelo produto de potências das unidades de base. No 
Quadro 2, podemos observar algumas unidades e suas grandezas.
Projetos Mecânicos
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Quadro 2 – Unidades de medidas derivadas e suas grandezas
Fonte: Adaptado de Inmetro (2012).
Algumas unidades derivadas possuem nome especial. Essa 
nomenclatura é uma forma compacta de expressão de combinações de 
unidades de base que são usadas frequentemente.
Temos, como exemplo, que o joule, símbolo J, é igual a m²kgs². 
Existem, atualmente, 22 nomes especiais para unidades aprovados para 
uso no SI, que estão listados no Quadro 3.
Projetos Mecânicos
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Quadro 3 – Unidades de medidas derivadas com nomes especiais no SI
Fonte: Adaptado de Inmetro (2012).
SAIBA MAIS:
Em maio de 2019, com a adoção oficial do novo SI, um 
passo adiante foi dado, levando para além do nosso 
pequeno planeta as definições do SI – o novo SI usa como 
base constantes fundamentais.
As constantes fundamentais são propriedades físicas invariantes, 
como a velocidade da luz ou a carga de um elétron. As pesquisas para 
relacionar constantes fundamentais e unidades de base do SI iniciaram-
se pela definição do metro e do segundo. O segundo é relacionado a 
um número exato de oscilações na camada eletrônica do átomo de césio 
(relógio atômico), e a definição do metro utiliza a velocidade da luz.
Projetos Mecânicos
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Para saber mais e ficar por dentro dessas atualizações, acesse o site 
da Sociedade Brasileira de Metrologia clicando aqui. 
Interessante, não é mesmo? Utilizamos as unidades de medidas de 
forma tão prática e intuitiva que parece que elas sempre estiveram lá. 
Às vezes, não nos damos conta de todo o conhecimento e controle que 
existe sobre essas unidades e como é grande o impacto que elas causam 
em nossas vidas.
Unidades Fora do SI, Porém em uso com o 
SI
Na tradução do Sistema Internacional de Unidades feita pelo 
Inmetro, é possível vermos a citação de algumas unidades não inclusas 
no SI, porém é normal encontrarmos essas unidades sendo utilizadas em 
publicações científicas, técnicas e comerciais e é bem provável que elas 
continuarão em uso ainda por muitos anos.
Analisando algumas unidades fora do SI sob o ponto de vista 
histórico na literatura tradicional, podemos dizer que elas são importantes 
devido a acontecimentos históricos. Outras unidades fora do SI estão 
tão enraizadas na história e na cultura humana que, provavelmente, 
continuarão a ser usadas no futuro, podemos citar como exemplo as 
unidades de tempo e de ângulo. 
Por outro lado, os cientistas, caso achem alguma vantagem 
particular em seu trabalho, devem ter a liberdade de utilizar, às vezes, 
unidades fora do SI. 
Por essas razões, é útil listar-se as unidades fora do SI mais 
importantes, que serão apresentadas nas tabelas a seguir. Temos que ter 
em mente que, quando se utilizam essas unidades, se pode perder as 
vantagens do SI.
O SI é claro em seu texto ao explicar que o fato de apresentar 
unidades fora do SI em seu corpo não encoraja o uso delas e que se deve 
preferir usar as unidades do SI (INMETRO, 2012).
Projetos Mecânicos
29
O Quadro 4 apresenta as unidades tradicionais de tempo e de 
ângulo. Ela também contém o hectare, o litro e a tonelada, unidades de 
uso corrente em nível mundial e que se diferem das unidades coerentes 
no SI correspondentes. 
Quadro 4 – Unidades de medidas derivadas com nomes especiaisno SI
Fonte: Adaptado de Inmetro (2012).
SAIBA MAIS:
A utilização de algumas unidades fora do SI não é 
recomendada. Existem numerosas unidades fora do SI, 
assim sendo difícil fazer uma lista de todas elas. Algumas 
delas possuem interesse histórico ou são utilizadas em 
áreas específicas (como o barril de petróleo) ou em alguns 
países (como a polegada, o pé e a jarda). 
O Comitê internacional de Pesos e Medidas (CIPM) não vê razão 
para a continuação da utilização dessas unidades em trabalhos científicos 
e técnicos modernos. Entretanto, é importante conhecer-se a relação 
entre essas unidades e as unidades SI correspondentes, e isso continuará 
a ser uma realidade por muitos anos. Assim, o CIPM decidiu elaborar uma 
lista de fatores de conversão dessas unidades para as unidades SI. 
Essa lista pode ser consultada no site do BIPM. Acesse clicando 
aqui. 
Projetos Mecânicos
30
RESUMINDO:
Viu só quanto conteúdo interessante trouxemos para você? 
Para garantir que você tenha entendido tudo, vamos fazer 
um rápido resumo. Neste capítulo, você deve ter aprendido 
que o Sistema Métrico Decimal foi implementado 
primeiramente na França, em 1799, após a Revolução 
Francesa. Foi com o passar dos anos que muitos outros 
países foram aderindo a esse sistema. 
O Brasil, por exemplo, é integrante do Sistema Métrico Decimal 
desde 1875. Com o passar dos anos, o sistema foi evoluindo e tornando-
se mais sofisticado, sendo definido como Sistema Internacional de 
Medidas (SI) em 1960. Vimos também que o SI possui sete grandezas 
de base: o comprimento (m), o tempo (s), a massa (kg), a temperatura 
(K), a corrente elétrica (A), a quantidade de matéria (mol) e a intensidade 
luminosa (cd). Você deve ter compreendido que grandezas derivadas são 
aquelas formadas pelo produto de potências das unidades de base, como 
a velocidade (v), que é a distância (m) sobre o tempo (s), ou seja, v=d/
t=m/s. Notamos também que o SI possui algumas unidades derivadas 
que possuem nomes especiais, sendo apenas uma forma compacta 
de expressão de combinações de unidades de base que são usadas 
frequentemente, como exemplo temos o joule (J), que, por definição, 
é igual a m² kg s-² e é usado para medir o trabalho, ou seja, a energia. 
Outro exemplo é a potência, que pode ser expressa em watt = J/s. Vimos 
também que o SI reconhece outras unidades fora de seu sistema que 
ainda são utilizadas por motivos históricos ou comercialmente, porém não 
se encoraja seu uso, já que a intenção de termos um Sistema Internacional 
é justamente a padronização e correlação entre medidas.
Projetos Mecânicos
31
Introdução ao Desenho Técnico
OBJETIVO:
Neste capítulo, iniciaremos pela definição e pelos conceitos 
básicos de desenho técnico e suas ferramentas. Veremos 
um pouquinho da história dessa área de conhecimento e 
algumas aplicações práticas. Motivado para desenvolver 
essa competência? Então, vamos lá! .
Um Pouco da História do Desenho Técnico
A comunicação com desenhos existe desde a Pré-história. Podemos 
citar, como exemplo de primeiros registros da troca de informações por 
meio de desenhos da história, as pinturas nas paredes das cavernas. A 
comunicação por meio de desenho evoluiu com o tempo, e surgiram 
figuras mais elaboradas, como os hieróglifos utilizados na cultura egípcia.
A criação dos conceitos de Geometria (do grego geo = terra + metria 
= medida, ou seja, “medir terra”) foi outro marco importante na história 
dos desenhos. A Geometria é a manifestação conhecida mais antiga da 
atividade matemática, segundo Gonçalves et al. (2007). 
É possível encontrarmos manifestações da Geometria há 3 mil anos 
a.C. Os egípcios tinham conhecimento em Geometria desenvolvido o 
suficiente para reconstituir as demarcações de terrenos destruídos pelas 
enchentes do rio Nilo. 
Também é possível encontrar indícios da utilização da Geometria 
espacial na antiga Grécia com os gregos. Eles associavam a Geometria 
com estudos da Metafísica e da Religião. Podemos citar, entre os gregos, 
nomes famosos, como Pitágoras e Platão.
A necessidade de melhorar o sistema de arrecadação dos impostos 
cobrados das áreas rurais fez com que, cada vez mais, fosse utilizada a aplicação 
da Geometria. Podemos dar os créditos do princípio do desenvolvimento dos 
conhecimentos nessa área aos egípcios (ARAÚJO, 2007).
Projetos Mecânicos
32
As construções geométricas encontradas na Matemática tiveram 
seu início no século V a.C., sendo desenvolvidas pelos matemáticos 
gregos. Essa área do conhecimento empregava recursos gráficos para 
interpretação de problemas que envolviam figuras (MEGA, 2003).
Leonardo da Vinci foi um grande pintor, escultor, arquiteto, 
engenheiro, cientista e músico do Renascimento italiano no século XV e 
teve grande parte de seu trabalho dedicado aos estudos voltados à teoria 
do desenho. Da Vinci é famoso por utilizar desenho para compreender 
e explicar a realidade. Esse estudioso representava e registrava suas 
invenções e descobertas por meio de desenhos. Um fato bastante 
interessante é que da Vinci representava em seus desenhos visões 
diferentes de acordo com o posicionamento do observador perante o 
objeto registrado.
Com o passar do tempo, o desenho passou a ter um foco mais 
técnico, tendo grande evolução durante o desenvolvimento industrial.
O matemático francês, Gaspard Monge (1746–1818), no século XVIII, 
criou as regras da Geometria descritiva, fazendo assim com que essa área 
de conhecimento se tornasse uma ciência.
Gaspard foi o primeiro a demonstrar, de forma sistematizada, 
métodos de representação de objetos no plano do desenho (COSTA, 
2000).
O forte desenvolvimento dos conceitos e da construção de 
máquinas no século XIX provavelmente não teria sido possível sem a 
Geometria descritiva sistematizada de Gaspard.
A Geometria descritiva é de extrema importância para a padronização 
das representações de peças nos planos de desenhos técnicos. Ela é 
a ciência que estuda os métodos de representação gráfica de figuras 
espaciais sobre um plano, possibilitando, dessa maneira, a representação 
em três dimensões (STAMATO; OLIVEIRA; GUIMAR, 1972).
Silva et al. (2006) descreveu o desenho técnico fundamentado na 
Geometria, na codificação e na tecnologia, exercendo importante papel na 
criação, fabricação e montagem de peças de formas complexas, utilizando 
desenhos de definição e desenhos de conjunto.
Projetos Mecânicos
33
Quando as vistas ortográficas não são suficientes para representar 
de forma clara as exigências dos Projetos Mecânicos, é possível 
utilizarmos outros recursos, como diferentes planos de projeção, rotação, 
rebatimento e estudo das seções. É função do projetista escolher a opção 
que melhor irá representar os detalhes da peça a ser utilizada.
A área de conhecimento de desenho técnico tem uma abrangência 
multidisciplinar, utilizando-se de recursos importantes, como o 
computador, para auxiliar na criação dos produtos. Também é possível 
identificar o desenho técnico sendo aplicado em diversos segmentos, 
como projetos ambientais, mecânicos, mobiliários, arquitetônicos, entre 
outros.
Segundo Costa (2000), a Geometria descritiva proporciona ao 
desenho técnico a base geométrica para o estudo das projeções 
apresentadas pelas formas tridimensionais, não tendo como objetivo 
apenas a solução de problemas técnicos. O desenho técnico possibilita a 
descrição das formas dos objetos, no plano do desenho, como meio de 
comunicação entre o projetista e a pessoa responsável pela fabricação.
Definição e Conceito de Desenho Técnico
A capacidade de representar uma peça, sistema ou máquina por 
meio de desenho técnico é de grande importância, pois é o desenho 
que fornece todas as informações necessárias para a construção de uma 
peça ou máquina. A comunicação do homem é feita por diferentes formas 
e meios, sendo que os meios mais importantes são a fala, a escrita e o 
desenho. 
O desenho artístico é uma maneirade representar as ideias e os 
pensamentos do artista. Com esse tipo de desenho, é possível conhecer 
e, às vezes, reconstituir a história dos povos de antigamente. Devido à 
existência de diferentes formas de desenho artístico, é possível conhecer 
as diferentes técnicas utilizadas por esses povos.
Projetos Mecânicos
34
Figura 3 – Desenho de povos das cavernas de Skavberg, Noruega
Fonte: Adaptada de Senai-SP (2015).
A humanidade criou diferentes formas de representar de forma 
técnica um objeto, e esse processo aconteceu com o decorrer do tempo, 
à medida que o homem desenvolvia seu modo de vida. Podemos citar, 
como exemplo, a perspectiva.
A perspectiva é uma técnica para representar objetos 
em situações tais quais eles são vistos na realidade, de 
acordo com sua posição, sua forma e seu tamanho. Pela 
perspectiva, é possível ter a ideia do comprimento, da 
largura e da altura daquilo que é representado. (SENAI-SP, 
2015, p. 178)
Projetos Mecânicos
35
Figura 4 – Dado desenhado em perspectiva
Fonte: Adaptada de Senai-SP (2015).
É possível identificarmos que a representação da imagem anterior 
foi feita sob o ponto de vista de seu observador e foram mantidas suas 
formas e suas proporções.
O desenho técnico é conhecido por ser um tipo de 
representação usado por profissionais de uma mesma área 
(mecânica, marcenaria, serralheria, entre outras) e surgiu 
a partir da necessidade de representar com precisão 
máquinas, peças, ferramentas e outros instrumentos de 
trabalho. (SENAI-SP, 2015, p. 184)
DEFINIÇÃO:
Desenho técnico é uma maneira formal e precisa de 
apresentar informações sobre o formato e as dimensões 
de um objeto, uma peça, um sistema ou uma máquina. 
Os desenhos técnicos têm como função transmitir as 
informações necessárias referentes a um determinado 
projeto que sairá do papel e será construído de forma clara 
aos desenhistas, projetistas e demais profissionais. Para 
que essa função seja executada, o desenho deve conter 
dimensões, tolerâncias, vistas, detalhes, cortes, tipo de 
material utilizado, símbolos e projeções (ALVES et al., 2018).
Projetos Mecânicos
36
Figura 5 – Desenho técnico de uma peça mecânica
Fonte: Adaptada de Senai-SP (2015).
O desenho anterior é um exemplo de uma peça representada em 3 
vistas – nenhuma delas sendo perspectiva–, na qual é possível visualizar 
as cotas, que são as informações dimensionais do desenho em cada uma 
das vistas apresentadas. 
Material Utilizado em Desenho Técnico
Conhecer o material utilizado para confeccionar desenhos técnicos 
e os cuidados necessários para sua preservação é de suma importância 
para os profissionais da área. Os principais materiais utilizados são: papel, 
lápis e lapiseira, borracha, régua, esquadro, escalímetro e compasso.
Papel
O papel é um dos itens mais básicos de material utilizado em 
desenho técnico. Os papéis possuem formatos padronizados pela 
Projetos Mecânicos
37
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). O formato inicial é o A0 
(A zero), e, a partir dele, derivam outros formatos (Quadro 5).
Quadro 5 – Dimensões do papel conforme a ABNT
Fonte: Adaptado de Senai-SP (2015).
O formato básico A0 tem área de 1m2, e seus lados medem 841 mm 
x 1.189 mm.
Figura 6 – Tamanhos e padrões de papéis
Fonte: Adaptada de Senai-SP (2015).
Do formato básico, derivam os demais formatos.
Projetos Mecânicos
38
Os desenhos técnicos contêm uma legenda que deve estar situada 
no canto inferior direito da folha. As informações que se apresentam na 
legenda são:
 • Nome da empresa, departamento ou órgão público. 
 • Título do desenho. 
 • Escala do desenho. 
 • Datas. 
 • Assinaturas dos responsáveis pela execução, aprovação e 
verificação. 
 • Número do desenho. 
 • Número da peça, quantidades, denominações, materiais e 
dimensões. 
O tamanho da legenda deve ser de 178 mm de comprimento nos 
formatos A4, A3 e A2 e 175 mm nos formatos A1 e A0 (SENAI-SP, 2015).
Quadro 6 – Exemplo de legenda
Fonte: Adaptado de Senai-SP (2015).
Quantas folhas de papel já usamos e nunca nos demos conta do 
tamanho de informação, estudo e padronização que existe por trás de 
uma simples folha de papel, não é mesmo? É interessante pensar que a 
folha de papel faz parte da criação de Projetos Mecânicos e que, mesmo 
que esse objeto seja tão comum em nossas vidas, possui bastante estudo 
para sua criação.
Projetos Mecânicos
39
Lápis ou Lapiseira
O lápis e a lapiseira são instrumentos utilizados para criar traços. 
Esses instrumentos possuem diferentes características e são diferentes 
do lápis comum, utilizado para fazer anotações rotineiras. 
Os grafites das lapiseiras e dos lápis são classificados em três 
categorias, de acordo com a dureza da grafita, sendo eles macios, médios 
e duros. Para identificá-los, eles são denominados por letras ou numerais 
e letras, conforme a figura a seguir.
Figura 7 – Classificação do lápis ou grafite da lapiseira
 
Fonte: Adaptada de Senai-SP (2015).
Régua e Escalímetro
Em desenho técnico, é importante medir o objeto que está sendo 
desenhado e transportar as medidas obtidas no papel. Para essas 
atividades, utiliza-se a régua e o escalímetro. Esses instrumentos são 
ferramentas para realizar medições e não devem ser utilizados como 
apoio para traçar retas ou cortar papel. As unidades de medida utilizadas 
em desenhos técnicos são: milímetro, centímetro e metro, dependendo 
da área de aplicação (SENAISP, 2015).
O escalímetro, quase sempre, possui forma triangular e é utilizado 
para realizar medições ou desenhar objetos em escala. A utilização do 
escalímetro facilita leituras e evita alguns cálculos de transformação de 
escalas. Cada face do escalímetro possui duas escalas diferentes, sendo 
elas: 1:20, 1:25, 1:50, 1:75, 1:100 e 1:125. Cada unidade do escalímetro é 
correspondente a um metro (ALVES et al., 2018).
Projetos Mecânicos
40
Figura 8 – Exemplo de escalímetro
Fonte: Adaptada de Alves et al. (2018).
Borracha
Utilizadas para apagar os traços, as borrachas devem ser de boa 
qualidade, macias e flexíveis. Um ponto importante é a manutenção da 
borracha, pois, após sua utilização, as partículas devem ser removidas 
com uma flanela, e nunca com as mãos. Assim, evita-se que, ao usá-la 
novamente, não cause manchas de grafite no papel (ALVES et al., 2018).
Esquadros
São instrumentos de formato triangular, normalmente utilizados 
aos pares com os ângulos de 45° e 30/60°. Esses instrumentos facilitam 
bastante a criação de retas paralelas e perpendiculares.
Figura 9 – Esquadros
Fonte: Adaptada de Alves et al. (2018).
Projetos Mecânicos
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Compassos
Figura 10 – Compasso
Fonte: Adaptada de Alves et al. (2018).
Os compassos são utilizados para criar circunferências e arcos ou 
transportar medidas. Quando esse instrumento for utilizado para criar 
circunferências e arcos, ele deve conter uma de suas pontas seca e outra 
com grafite. Para o ato de transportar medidas, os compassos possuem 
duas pontas secas.
A área de conhecimento de desenho técnico possuiu bastante 
informação, não é mesmo? É difícil imaginar que o veículo que dirigimos 
começou a ser criado pela mão de um projetista utilizando um lápis. 
Atualmente, possuímos diversas ferramentas bem atualizadas, como 
softwares, projetores 3D, pranchetas e canetas digitais, ferramentas essas 
que facilitam e aumentam as possibilidades de um Projeto Mecânico. 
Mas, o início de todos os projetos de peças, máquinas e novos designs 
normalmente começa com um lápis e um projetista.
Projetos Mecânicos
42
RESUMINDO:
E então? Gostou do que mostramos? Neste capítulo, 
aprendemos um pouco da história sobre as origens do 
desenho e sua evolução até o desenho técnico como o 
conhecemos hoje. Também vimos como o desenho técnico 
se tornou a principal forma de comunicação e transferência 
de informações em Projetos Mecânicos. Compreendemos 
a definição de desenho técnico e desenho em perspectiva. 
Além disso, conhecemosos materiais básicos para 
execução de desenhos técnicos. .
Com certeza, todas as informações que vimos ampliaram sua visão 
sobre essa área de conhecimento tão grandiosa, que é o desenho técnico. 
Então, vamos em frente, aprendendo mais sobre desenho técnico 
e Projetos Mecânicos!
Projetos Mecânicos
43
Resistência dos Materiais e Projetos 
Mecânicos
OBJETIVO:
Neste capítulo, iremos começar a conhecer sobre a área de 
resistência dos materiais, entender para que serve e onde é 
aplicada. Veremos, também, os conhecimentos necessários 
para o estudo dessa área e iremos revisar alguns conceitos 
de Mecânica muito importantes para a aplicação e para o 
entendimento da resistência dos materiais. Iniciando com o 
pé direito, não é mesmo? Vamos em frente!.
Introdução
A área da Mecânica que estuda as relações entre um corpo 
deformável e a intensidade das forças internas e externas aplicadas a 
esse corpo, abrangendo os cálculos das deformações do corpo, da sua 
estabilidade, quando submetido a solicitações externas, é chamada 
resistência dos materiais (HIBBELER, 2006).
Figura 11 – Exemplo de material polimérico
Fonte: Pixabay.
Projetos Mecânicos
44
Segundo Hibbeler (2006), a origem do estudo da área de conhecimento 
de resistência dos materiais surgiu no início do século XVII, com Galileu. Ele 
realizou experiências para estudar os efeitos de cargas em hastes e vigas 
feitas de vários materiais. Mas, para a total compreensão dos fenômenos 
envolvidos nos experimentos, fez-se necessário estabelecer descrições 
experimentais precisas das propriedades mecânicas de materiais. 
Os métodos utilizados para realizar essas descrições sofrem 
grande melhora no início do século XVIII. Os estudos sobre resistência 
dos materiais foram realizados, principalmente na França, com base em 
aplicações da Mecânica a Corpos Materiais, daí vem o nome dessa área 
de conhecimento – resistência dos materiais. Nos dias de hoje, referimo-
nos a esses estudos como Mecânica dos Corpos Deformáveis ou, 
simplesmente, Mecânica dos Materiais (BUENO, 2006). 
A Mecânica dos Materiais é uma das primeiras áreas de conhecimento 
ensinada na Engenharia. Faz parte do ramo da Física Mecânica, que inclui 
outros campos de estudo, como estática e dinâmica de corpos rígidos. A 
Mecânica é uma área da Física que permite estudar o comportamento e o 
movimento de objetos no mundo ao seu redor.
A Mecânica dos Materiais usa princípios básicos de estática e 
dinâmica, mas permite que você olhe ainda mais de perto um objeto para 
ver como ele se deforma em uma situação a qual ele sofre o esforço de 
uma carga. É a área da Mecânica e da Física que pode ajudá-lo a decidir 
se você realmente deve considerar derrubar a parede entre a cozinha e 
a sala de estar ao reformar sua casa. Embora a estática possa informar 
sobre as cargas e forças que existem quando um objeto é carregado, ela 
não informa como o objeto se comporta em resposta a essas cargas. É aí 
que entra a Mecânica dos Materiais (ALLEN III, 2011).
A área de conhecimento de resistência dos materiais é bastante 
importante para engenheiros, especialmente para engenheiros 
mecânicos e civis. A maioria das estruturas deve ser verificada quanto a sua 
capacidade de suporte de carga no início do projeto. Pense na importância 
da resistência de guindastes, engrenagens, carrocerias, trens de pouso 
de aviões, pontes ou arranha-céus. Todos eles têm que suportar cargas 
extremamente altas, portanto devem ser cuidadosamente projetados 
para que não travem ou representem perigo para muitas pessoas. 
Projetos Mecânicos
45
Graças à Mecânica dos Materiais, podemos calcular, 
aproximadamente, as altas forças que nossa estrutura pode suportar ou 
quais são suas dimensões ideais sob carga específica. Mesmo cálculos 
simples à mão nos darão algumas dicas valiosas sobre isso, mas também 
existem métodos numéricos, especialmente o Método dos Elementos 
Finitos, que nos permite calcular, praticamente, qualquer estrutura 
possível para que saibamos como ela se comportará sob condições 
operacionais específicas. Esses métodos, junto com os experimentos, nos 
fornecem informações completas sobre a força do produto.
É interessante pensarmos que todos os materiais utilizados nos 
objetos que usamos foram cuidadosamente selecionados para estarem 
ali. Todos eles atendem a uma série de requisitos, podendo ser quanto 
à resistência a desgaste, um material antichama ou um material que não 
conduz eletricidade (BEER; JOHNSTON, 1996).
A área de resistência dos materiais é responsável por estudar as 
características específicas de cada material para garantir que sejam 
utilizados os materiais corretos para cada necessidade de aplicação.
Para entendermos melhor os conceitos de resistência dos materiais, 
vamos conferir, agora, os conceitos de Mecânica, área de conhecimento 
muito utilizada no estudo de resistência dos materiais.
Mecânica
A Mecânica é uma ciência física aplicada que explora a área de 
conhecimento das forças e dos movimentos. Ela descreve as condições 
de repouso ou movimento de corpos que estão sofrendo a ação de forças 
externas. O objetivo da Mecânica é explicar e prever fenômenos físicos, 
embasando, dessa maneira, os fundamentos para as aplicações da 
Engenharia. A Mecânica possui três grandes ramos: Mecânica dos Corpos 
Rígidos, Mecânica dos Corpos Deformáveis e Mecânica dos Fluidos. O 
estudo de resistência dos materiais está dentro da área de Mecânica dos 
Corpos Deformáveis (MELCONIAN, 2002).
Projetos Mecânicos
46
Mecânica dos Corpos Rígidos: a Mecânica dos Corpos Rígidos é 
dívida em três áreas – a estática, a cinemática e a dinâmica. A estática estuda 
os corpos em repouso e as forças em equilíbrio, independentemente do 
movimento produzido por elas. Os corpos analisados pela estática são 
considerados rígidos, por isso os resultados encontrados não dependem 
das propriedades do material. 
A cinemática estuda os tipos de movimentos que os corpos podem 
ter e as leis que os regem, sendo três movimentos considerados como 
principais: 
 • Movimento uniforme – o objeto em movimento anda por espaços 
iguais em tempos iguais em qualquer trecho da trajetória. 
 • Movimento uniformemente variado – a velocidade do objeto em 
movimento varia os mesmos valores em espaços de tempos 
iguais. Nas situações em que a velocidade aumenta, o movimento 
será uniformemente acelerado. Quando a velocidade diminui, o 
movimento será uniformemente retardado. 
 • Movimentos de rotação – a dinâmica estuda a relação entre o 
movimento e a causa que o produz, a essa causa chamamos de 
força (MELCONIAN, 2002).
Mecânica dos Corpos Deformáveis: é sabido que as estruturas e 
as máquinas não são perfeitamente rígidas. Isso significa que elas sofrem 
deformação quando estão sob a ação de cargas as quais estão submetidas. 
Essas deformações, normalmente, são pequenas e não alteram de 
forma significativa as condições da máquina e suas estruturas. Porém, 
essas deformações são importantes quando houver riscos de ruptura do 
material e, nessas condições, precisam ser estudadas. A Mecânica dos 
Corpos Deformáveis é estudada pela resistência dos materiais, Mecânica 
dos Materiais ou Mecânica dos Sólidos (MELCONIAN, 2002).
Mecânica dos Fluidos: a Mecânica dos Fluidos é dividida em duas 
partes – o estudo dos fluidos incompressíveis (líquidos) e o estudo dos 
fluidos compressíveis (gases). Uma área bastante utilizada do estudo de 
fluidos incompressíveis é a hidráulica. 
Projetos Mecânicos
47
Os conceitos fundamentais da Mecânica baseiam-se na Mecânica 
Newtoniana: 
 • Espaço possui seu conceito associado à percepção de posição 
de um ponto material. Esse ponto material é definido por três 
comprimentos, medidos a partir de um ponto de referência, 
possuindo três direções diferentes. Esses comprimentos são 
chamados de coordenadas do ponto (MELCONIAN, 2002).
 • Tempo ou instante em que o evento ocorre são importantes paradefini-lo, pois, para definir-se um evento, não é suficiente definir 
apenas sua posição no espaço (MELCONIAN, 2002).
 • Força representa a ação de um corpo sobre outro. Ela é a causa 
que tende a produzir movimento. Podemos caracterizar a força a 
partir do seu ponto de aplicação, sua intensidade, sua direção e 
seu sentido. A representação de uma força é feita por um vetor 
(MELCONIAN, 2002). 
Aplicações e Características
A resistência dos materiais é uma disciplina que trata do 
comportamento de objetos sólidos sujeitos à tensão e deformação.
O estudo da resistência dos materiais, geralmente, está relacionado 
a vários métodos de cálculo de tensões e deformações em objetos 
estruturais (vigas, colunas e eixos). 
Na ciência dos materiais, a resistência de um material é definida 
como sua capacidade de suportar uma carga sem falha ou deformação 
plástica.
Projetos Mecânicos
48
IMPORTANTE:
A área de conhecimento de resistência dos materiais 
trabalha com forças aplicadas em materiais que têm 
como resultado deformações sobre o material. Uma carga 
quando aplicada a um corpo mecânico produzirá forças 
internas dentro do corpo, chamadas de tensões. As tensões 
atuando no material causam deformação do material de 
várias maneiras. Essas deformações são estudadas e 
mensuradas no estudo de resistência dos materiais.
As cargas aplicadas podem ser axiais (tração ou compressão) ou 
rotacionais (resistência ao cisalhamento).
A área de conhecimento de resistência dos materiais concentra-se 
na descrição mensurável do movimento e da deformação de materiais 
sólidos sujeitos a forças, mudanças de temperatura, voltagem elétrica ou 
outros estímulos externos.
A análise das forças internas nos corpos mecânicos é um 
procedimento que consiste em descobrir o efeito de:
 • Cargas axiais.
 • Torção.
 • Dobra.
 • Combinações de cargas axiais, de torção e de flexão.
DEFINIÇÃO:
Resistência dos materiais é a combinação de leis e técnicas 
físicas, matemáticas e computacionais para prever o 
comportamento de materiais sólidos que estão sujeitos 
a cargas mecânicas ou térmicas. É o ramo da Mecânica 
que trata do comportamento da matéria sólida sob ações 
externas. As ações externas podem ser:
 • Força externa.
 • Mudança de temperatura.
 • Deslocamento.
Projetos Mecânicos
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A área de aplicações do conhecimento de resistência dos materiais 
é um campo que tem uma ampla gama de aplicações. Normalmente, ela 
é aplicada em:
 • Engenharia Civil, para projetar fundações e estruturas.
 • Geomecânica, para modelar forma de planetas, tectônica e prever 
terremotos.
 • Engenharia Mecânica, para projetar componentes de suporte de 
carga para veículos, geração de energia e transmissão.
 • Desenvolvimento de produtos, para a análise dos materiais que 
atendam às especificações do produto em desenvolvimento.
Vamos ver, agora, conceitos de estática, força, massa, aceleração 
gravitacional, peso dos corpos e quilograma-força (kgf). Todos esses 
conceitos atuam constantemente ao nosso redor, e entendê-los servirá 
não apenas para a compreensão de resistência dos materiais, mas 
também para seu entendimento de como as coisas funcionam.
Estática
A estática é uma área da Física que estuda o equilíbrio dos corpos 
rígidos, em repouso ou em movimento uniforme, sobre a ação de forças 
externas. Na Física, diz-se que corpos estão em repouso quando sua 
posição em relação a um dado sistema de referência não muda com o 
tempo. Vamos ver um exemplo para entendermos melhor.
Figura 12 – Exemplo de equilíbrio de corpos em um plano
Fonte: Adaptada de Bueno (2006).
Projetos Mecânicos
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Observe as três caixas de um lado e a outra caixa do outro lado. 
Elas estão em equilíbrio sobre uma prancha, que tem no seu centro o 
único ponto de apoio (BUENO, 2006).
Conceito de Força
Força, quando aplicada a um corpo, é capaz de modificar o estado 
de movimento dele ou deformá-lo. Ela é resultante da interação entre dois 
ou mais corpos, que pode ocorrer por contato, quando ocorre uma ação 
para mover algo, ou à distância, que é o caso das forças gravitacionais e 
eletromagnéticas. 
A força é uma grandeza vetorial, sendo, portanto, indicada por 
um módulo ou uma intensidade, uma direção e um sentido. A grandeza 
vetorial pode ser classificada em:
 • Grandeza escalar – pode indicar a quantidade de matéria de um 
corpo ou uma distância percorrida, etc. Em síntese, é apenas o 
valor numérico do vetor em questão. Exemplo: temperatura, 
massa, calor, tempo, entre outras. 
 • Grandeza vetorial – é composta por módulo, direção e sentido. 
Em suma, é um valor numérico que possui orientação, pois tem 
origem, fim e inclinação angular. Exemplo: velocidade, força, 
aceleração, entre outras.
Massa
A massa é uma grandeza que indica a quantidade de matéria que um 
corpo possui. É obtida pela comparação do corpo com um corpo padrão. 
Por definição, a massa do corpo padrão é de 1 (um) quilograma (kg). 
É importante percebermos a diferença entre massa e peso, pois 
esses dois conceitos costumam ser confundidos. A massa é uma grandeza 
escalar, já o peso é vetorial. A massa é uma característica dos corpos, e 
não depende do lugar em que ele se encontra. O peso pode variar com a 
aceleração gravitacional do local onde o corpo se encontra.
Projetos Mecânicos
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Aceleração Gravitacional
Próxima à superfície dos planetas, os corpos adquirem uma 
aceleração constante, chamada de aceleração gravitacional, designada 
por . O valor de módulo depende da altitude e da latitude do local em que 
é medido. No Planeta Terra, na latitude de aproximadamente 45° e ao nível 
do mar, esse valor é igual a 9,80665 m/s².
Peso dos Corpos
O peso é a força gravitacional decorrente da atração exercida num 
corpo na superfície de um astro celeste. Portanto, o peso é o produto da 
massa de um corpo pela ação gravitacional adquirida. 
Dessa maneira, o peso é uma grandeza vetorial, pois apresenta 
intensidade, direção e sentido, propriedades decorrentes da aceleração 
gravitacional. A 2ª lei de Isaac Newton, o Princípio Fundamental da 
Dinâmica, mostra-nos que um corpo em repouso necessita de uma força 
aplicada a ele para que possa se movimentar, por consequência, para que 
um corpo em movimento pare, também é preciso a aplicação de uma 
força (BUENO, 2006).
Fórmula:
Em que: 
= força (N – newton). 
= massa (kg).
= aceleração gravitacional (m/s²). 
Como peso é uma força (força gravitacional), também é possível 
transcrever a equação anterior como sendo:
Em que: 
= peso (N – newton). 
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= massa (kg). 
= aceleração gravitacional (m/s²).
Para entendermos melhor, vamos ver um exemplo de aplicação:
RESUMINDO:
E então? Aprendeu tudo o que ensinamos até aqui? Neste 
capítulo, iniciamos introduzindo a área e o conhecimento 
de resistência dos materiais e vimos como a Mecânica e a 
Física têm forte atuação sobre a resistência dos materiais.
Verificamos como a resistência dos materiais nos possibilita calcular, 
aproximadamente, as forças que as estruturas podem suportar ou quais 
são suas dimensões ideais sob carga específica. Mesmo cálculos simples 
à mão nos darão algumas dicas valiosas sobre isso, mas também existem 
métodos numéricos, especialmente o Método dos Elementos Finitos.
Também revisamos alguns conceitos de Mecânica, como a Mecânica 
dos Corpos Rígidos, Mecânica dos Corpos Deformáveis e Mecânica dos 
Fluidos, estática, conceito de força, de massa e quilograma-força (kgf).
Bastante informação, não é mesmo? Agora, vamos continuar 
aprendendo sobre essa área de conhecimento tão fascinante que é a 
resistência dos materiais.
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REFERÊNCIAS
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Projetos Mecânicos
	Introdução aos Projetos Mecânicos e às suas Áreas de Atuação
	Projeto Mecânico
	Fases de um Projeto
	Ferramentas Utilizadas em Projetos
	Sistema Internacional de Unidades (SI)
	Um Pouco de História sobre o Sistema Internacional de Unidades (SI)
	Unidades do Sistema Internacional de Unidades (SI)
	Unidade de Comprimento – Metro (m) 
	Unidade de Massa – Quilograma (kg) 
	Unidade de Tempo – Segundo (s)
	Unidade de Corrente Eléctrica – Ampere (A)
	Unidade de Temperatura Termodinâmica – kelvin (K)
	Unidade de Intensidade Luminosa – Candela (cd)
	Unidade de Quantidade de Matéria – Mole (mol)
	Unidades Fora do SI, Porém em uso com o SI
	Introdução ao Desenho Técnico
	Um Pouco da História do Desenho Técnico
	Definição e Conceito de Desenho Técnico
	Material Utilizado em Desenho Técnico
	Papel
	Lápis ou Lapiseira
	Régua e Escalímetro
	Borracha
	Esquadros
	Compassos
	Resistência dos Materiais e Projetos Mecânicos
	Introdução
	Mecânica
	Aplicações e Características
	Estática
	Conceito de Força
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	Aceleração Gravitacional
	Peso dos Corpos