PRV - Prova_ 2024C - Ciências dos Materiais (73177) - Eng Civil

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<p>PRV - Prova</p><p>Entrega 24 set em 23:59</p><p>Pontos 4</p><p>Perguntas 12</p><p>Disponível 17 set em 19:00 - 24 set em 23:59</p><p>Limite de tempo 180 Minutos</p><p>Instruções</p><p>Histórico de tentativas</p><p>Tentativa Tempo Pontuação</p><p>MAIS RECENTE Tentativa 1 61 minutos 1,6 de 4 *</p><p>* Algumas perguntas ainda não avaliadas</p><p>Pontuação deste teste: 1,6 de 4 *</p><p>* Algumas perguntas ainda não avaliadas</p><p>Enviado 18 set em 15:01</p><p>Esta tentativa levou 61 minutos.</p><p></p><p>Pergunta 1</p><p>0,2 / 0,2 pts</p><p>Olá, Aluno A prova será composta por 10 questões objetivas valendo 0,2 pontos cada, além de 2</p><p>questões dissertativas valendo 1 ponto cada. Totalizando 4 pontos, que serão somados com as</p><p>atividades realizadas durante o trimestre. Lembrando que a prova terá um prazo de 3 horas</p><p>para realização a partir do momento que você acessa-la.</p><p>Boa Prova!</p><p>Os metais são materiais compostos por um ou mais elementos metálicos (por exemplo, ferro,</p><p>alumínio, cobre, titânio, ouro, níquel), e, normalmente por elementos não metálicos (por exemplo,</p><p>carbono, nitrogênio, oxigênio) em quantidades relativamente pequenas.</p><p>18/09/2024, 15:03 PRV - Prova: 2024C - Ciências dos Materiais (73177) - Eng. Civil</p><p>https://ucaead.instructure.com/courses/73177/quizzes/414060 1/14</p><p>https://ucaead.instructure.com/courses/73177/quizzes/414060/history?version=1</p><p>A asserção I é falsa e a II verdadeira.</p><p>As asserções I e II são falsas.</p><p>A asserção I é falsa e a II, verdadeira se a II justificar a I.</p><p>A asserção I é falsa, se a II for falsa.</p><p>Correto!</p><p>As asserções I e II são verdadeiras.</p><p></p><p>Pergunta 2</p><p>0,2 / 0,2 pts</p><p>I - Os átomos nos metais e nas suas ligas estão arranjados segundo uma maneira muito ordenada</p><p>(como discutido no Capítulo 2) e, em comparação às cerâmicas e aos polímeros, são relativamente</p><p>densos e mais resistentes.</p><p>II - Por serem considerados os materiais mais versáteis, com uma gama enorme de aplicação e</p><p>utilização em nosso dia a dia, tendo uma presença forte na construção civil, e, a importância dos</p><p>metais também está em outras áreas produtivas, por exemplo, as indústrias navais, ferroviárias,</p><p>automobilísticas e aeronáuticas (dentre outras).</p><p>Com base nas asserções acima, e no que estudamos no capítulo 3, marque a alternativa correta.</p><p>Esse tipo de defeito, o contorno de macla é uma forma especial de contorno de grão, pelo qual</p><p>existe uma simetria em espelho específica da rede cristalina, isto é, os átomos em um dos lados do</p><p>contorno estão localizados em posições de imagem em espelho em relação aos átomos no outro</p><p>lado do contorno.</p><p>18/09/2024, 15:03 PRV - Prova: 2024C - Ciências dos Materiais (73177) - Eng. Civil</p><p>https://ucaead.instructure.com/courses/73177/quizzes/414060 2/14</p><p>A região de material como as estruturas não está entre esses contornos, não é, apropriadamente, denominada</p><p>uma macla.</p><p>Com frequência, a classificação das perfeições cristalinas é feita de acordo com a geometria ou com a</p><p>dimensionalidade do defeito</p><p>As Soluções liquidas, são ligas metálicas obtidas através da adição de elementos de liga (átomos diferentes do</p><p>metal-base).</p><p>Correto!</p><p>A macla é um tipo de defeito cristalino que pode ocorrer durante a solidificação, deformação plástica,</p><p>recristalização ou crescimento de grão.</p><p>Defeito cristalino é uma regularidade na rede cristalina com uma ou mais das suas dimensões na ordem do</p><p>diâmetro atômico.</p><p></p><p>Pergunta 3</p><p>0,2 / 0,2 pts</p><p>Com base na afirmação acima, marque a alternativa correta:</p><p>O corpo de prova é preso por suas extremidades, nas garras de fixação do dispositivo de testes. A</p><p>máquina de ensaio de tração alonga o corpo de prova, em uma taxa constante crescente, medindo</p><p>precisamente os alongamentos resultantes. O resultado do ensaio é registrado como a carga ou</p><p>força em função do alongamento.</p><p>18/09/2024, 15:03 PRV - Prova: 2024C - Ciências dos Materiais (73177) - Eng. Civil</p><p>https://ucaead.instructure.com/courses/73177/quizzes/414060 3/14</p><p>As asserções I, II e III são verdadeiras.</p><p>A asserção I é falsa, se a II for falsa e a III verdadeira.</p><p>Correto!</p><p>As asserções I e III são falsas.</p><p>A asserção I é falsa e a II, verdadeira se a II justificar a III.</p><p>As asserções I e III são verdadeiras e a II falsa.</p><p></p><p>Pergunta 4</p><p>0,2 / 0,2 pts</p><p>I - Quando as deformações não ultrapassam o limite de proporcionalidade (ponto P), a relação entre</p><p>a tensão e a deformação deixa de ser linear (região de DEFORMAÇÃO ELÁSTICA), produzindo-se</p><p>deformação permanente → a chamada DEFORMAÇÃO PLÁSTICA.</p><p>II - Deformação elástica: é reversível, ou seja, quando a carga é retirada, o corpo de prova volta às</p><p>suas dimensões originais. Sob carga, as distâncias interatômicas se expandem, mas são ocupam</p><p>novas posições na rede cristalina. Na curva σ x ε, a região elástica é a parte linear inicial do gráfico.</p><p>III - Deformação plástica: é irreversível, ou seja, quando a carga é retirada, o corpo de prova não</p><p>recupera as suas dimensões originais. Sob carga, os átomos mantêm suas posições em relação aos</p><p>vizinhos originais.</p><p>Os ensaios tensão-deformação de compressão podem ser conduzidos se as forças nas condições</p><p>de serviço forem desse tipo. Um ensaio de compressão é conduzido de uma maneira semelhante à</p><p>de um ensaio de tração, exceto pelo fato de que a força é compressiva e o corpo de prova se contrai</p><p>ao longo da direção da tensão.</p><p>18/09/2024, 15:03 PRV - Prova: 2024C - Ciências dos Materiais (73177) - Eng. Civil</p><p>https://ucaead.instructure.com/courses/73177/quizzes/414060 4/14</p><p>Além disso, uma vez que l0 é maior do que /1 as deformações compressivas calculados a partir da equação abaixo</p><p>são, necessariamente, também negativas.</p><p>Correto!</p><p>As equações são as mesmas empregadas no ensaio de tração. A força compressiva é considerada negativa, o que</p><p>leva a uma tensão negativa. Como l0 é menor que li, a deformação é positiva.</p><p>Quando as deformações ultrapassam o limite de proporcionalidade (ponto D), a relação entre a tensão e a</p><p>deformação deixa de ser linear.</p><p>Os ensaios de compressão são usados quando se deseja conhecer o comportamento de um material submetido a</p><p>deformações grandes e permanentes (isto é, plásticas), como ocorre em aplicações de fabricação, ou quando o</p><p>material é frágil sob tração.</p><p>Os ensaios de tração são mais comuns, pois são mais fáceis de serem executados; além disso, para a maioria dos</p><p>materiais usados em aplicações estruturais, muito pouca informação adicional é obtida a partir de ensaios de</p><p>compressão.</p><p></p><p>Pergunta 5</p><p>0,2 / 0,2 pts</p><p>Marque a alternativa incorreta, com base na afirmação acima:</p><p>Geralmente o vidro (oriundo de silicatos), explica Avancini (2016), é conhecido como um material</p><p>sólido obtido a partir do resfriamento de um líquido sem cristalizar. É obtido de materiais inorgânicos</p><p>(óxidos e minerais), fundidos e resfriados de maneira a não apresentar ordenamento e periodicidade</p><p>em longas e médias distâncias.</p><p>18/09/2024, 15:03 PRV - Prova: 2024C - Ciências dos Materiais (73177) - Eng. Civil</p><p>https://ucaead.instructure.com/courses/73177/quizzes/414060 5/14</p><p>A asserção I é falsa e a II, verdadeira se a II justificar a I.</p><p>A asserção I é falsa, se a II for falsa.</p><p>A asserção I é verdadeira e a II falsa.</p><p>Correto!</p><p>As asserções I e II são verdadeiras.</p><p>As asserções I e II são falsas.</p><p></p><p>Pergunta 6</p><p>0,2 / 0,2 pts</p><p>I - Têm o aspecto sólido, porém, fisicamente, a existência única de uma temperatura de transição</p><p>vítrea (Tg), com seu valor dependente da taxa de resfriamento, caracterizaria o vidro como um</p><p>líquido de altíssima viscosidade. A definição menos ambígua seria a de um líquido super-resfriado.</p><p>II - A temperatura de transição vítrea (Tg) é um parâmetro representativo em materiais amorfos como</p><p>vidro, mas é dependente da taxa de resfriamento como indicado na Figura.</p><p>Os materiais mais impopulares, se assim podemos dizer, em virtude de termos os polímeros</p><p>sintéticos como materiais de engenharia, que apresentam a característica de inércia química e</p><p>biológica. Sendo essa característica é realmente um problema quando se trata do descarte dos</p><p>rejeitos.</p><p>18/09/2024, 15:03 PRV - Prova: 2024C - Ciências dos Materiais (73177) - Eng. Civil</p><p>https://ucaead.instructure.com/courses/73177/quizzes/414060 6/14</p><p>As asserções I e II são verdadeiras.</p><p>A asserção I é falsa e a II, verdadeira se a II justificar a I.</p><p>A asserção I é verdadeira e a II falsa.</p><p>As asserções I e II são verdadeiras se a II justificar a I.</p><p>Correto!</p><p>As asserções I e II são falsas.</p><p></p><p>Pergunta 7</p><p>0 / 0,2 pts</p><p>I - São normalmente gerados a partir de embalagens, sucatas de automóveis, pneus de automóveis</p><p>e os produtos domésticos duráveis. Polímeros biodegradáveis têm sido produzidos pelo processo de</p><p>síntese, e sua produção tem um custo muito barato.</p><p>II - Dentro da família dos polímeros, temos os termoplásticos, mas, não são suscetíveis à</p><p>recuperação e à reciclagem, pois, não podem ser novamente conformados.</p><p>As características e propriedades físicas de um polímero dependem não apenas de seu peso</p><p>molecular e de sua forma, mas também de diferenças nas estruturas das cadeias moleculares.</p><p>18/09/2024, 15:03 PRV - Prova: 2024C - Ciências dos Materiais (73177) - Eng. Civil</p><p>https://ucaead.instructure.com/courses/73177/quizzes/414060 7/14</p><p>Você respondeu</p><p>São chamados apropriadamente de polímeros ramificados, aqueles que podem ser sintetizados e cujas cadeias de</p><p>ramificações laterais estão ligadas às cadeias principais.</p><p>Alguns polímeros em rede são materiais que apresentam propriedades mecânicas e térmicas distintas, e as</p><p>resinas epóxi, as poliuretanas e os fenol-formaldeídos pertencem a esse grupo.</p><p>Resposta correta</p><p>Os polímeros lineares são aqueles nos quais as unidades repetidas estão separadas entre si extremidade a</p><p>extremidade em cadeias únicas.</p><p>Nos polímeros com ligações cruzadas, cadeias lineares adjacentes estão unidas umas às outras em várias</p><p>posições por meio de ligações covalentes.</p><p>Monômeros multifuncionais com três ou mais ligações covalentes ativas formam redes tridimensionais e são</p><p>denominados polímeros em rede.</p><p></p><p>Pergunta 8</p><p>0 / 0,2 pts</p><p>Com base nas informações que estudamos no capítulo 6, marque a alternativa incorreta:</p><p>Os compósitos poliméricos reforçados com fibra de carbono, utiliza o elemento Carbono, que, cuja</p><p>fibra é composta tanto por estruturas grafíticas (ordenadas), quanto turbostráticas (desordenadas). O</p><p>carbono é uma fibra de alto desempenho, sendo o reforço mais comumente utilizado em compósitos</p><p>avançados com matriz polimérica (isto é, que não usam fibras de vidro).</p><p>18/09/2024, 15:03 PRV - Prova: 2024C - Ciências dos Materiais (73177) - Eng. Civil</p><p>https://ucaead.instructure.com/courses/73177/quizzes/414060 8/14</p><p>Elas retêm seus elevados módulos e resistências à tração mesmo sob temperaturas elevadas; a oxidação em altas</p><p>temperaturas, no entanto, pode ser um problema.</p><p>Você respondeu</p><p>Foram desenvolvidos processos de fabricação para as fibras e para os compósitos que são relativamente baratos e</p><p>de boa relação custo-benefício.</p><p>Na temperatura ambiente, as fibras de carbono não são afetadas pela umidade ou por uma grande variedade de</p><p>solventes, ácidos e bases.</p><p>As fibras de carbono têm altos módulo específico e resistência específica.</p><p>Resposta correta</p><p>Essas fibras exibem uma diversidade de características físicas e mecânicas, o que dificulta que os compósitos que</p><p>incorporam essas fibras tenham propriedades especificamente projetadas.</p><p></p><p>Pergunta 9</p><p>0,2 / 0,2 pts</p><p>Em relação ao comportamento mecânico, os materiais cerâmicos são relativamente rígidos e resistentes — os</p><p>valores de rigidez e de resistência são comparáveis aos dos metais.</p><p>Com base na afirmação acima sobre materiais compósitos, marque a alternativa incorreta:</p><p>As cerâmicas, são considerados compostos constituídos por elementos metálicos e não metálicos</p><p>(normalmente), sendo em sua maioria óxidos, nitretos e carbetos.</p><p>Com base no que estudamos no capítulo 3, marque a alternativa incorreta:</p><p>18/09/2024, 15:03 PRV - Prova: 2024C - Ciências dos Materiais (73177) - Eng. Civil</p><p>https://ucaead.instructure.com/courses/73177/quizzes/414060 9/14</p><p>Correto!</p><p>A grande vantagem e facilidade à reutilização em larga escala desses materiais não é de natureza política, muitas</p><p>empresas tradicionais altamente inovadoras não buscam essa alternativa por questões de seus custos e não tem</p><p>ajudado nesse processo.</p><p>Os materiais cerâmicos comuns incluem o óxido de alumínio (ou alumina, Al2O3), o dióxido de silício (ou sílica,</p><p>SiO2), o carbeto de silício (SiC), o nitreto de silício (Si3N4) e, ainda, o que alguns chamam de as cerâmicas</p><p>tradicionais.</p><p>As cerâmicas são tipicamente muito duras e resistentes ao calor.</p><p>Também estão entre esses materiais, os compostos por minerais argilosos (por exemplo, a porcelana), assim como</p><p>o cimento e o vidro.</p><p></p><p>Pergunta 10</p><p>0,2 / 0,2 pts</p><p>Não é necessária a aplicação de uma tensão maior para, primeiro, iniciar e, então, dar continuidade à deformação</p><p>plástica em ligas com solução sólida, da mesma maneira ao que ocorre nos metais puros; isso fica evidenciado</p><p>pelo aumento da resistência e da dureza.</p><p>A resistência ao escorregamento é menor quando os átomos de impurezas estão presentes, pois a deformação</p><p>global da rede deve aumentar se uma discordância for separada deles.</p><p>Os resultados das interações do campo de deformação da rede entre as discordâncias e esses átomos de</p><p>impurezas, e, dificulta o movimento das discordâncias fica solto.</p><p>As mesmas interações das deformações de rede existem entre os átomos de impureza e as discordâncias que</p><p>estão paradas durante a deformação plástica.</p><p>Correto!</p><p>Outra técnica utilizada para aumentar a resistência e endurecer os metais, e que, consiste na</p><p>formação de ligas com átomos de impurezas, que formam uma solução sólida substitucional ou</p><p>intersticial. Nesse sentido, isso é chamado aumento da resistência por solução sólida.</p><p>Com base na afirmação acima, marque a alternativa correta:</p><p>18/09/2024, 15:03 PRV - Prova: 2024C - Ciências dos Materiais (73177) - Eng. Civil</p><p>https://ucaead.instructure.com/courses/73177/quizzes/414060 10/14</p><p>As ligas são mais resistentes que os metais puros porque os átomos de impurezas que estão participando na</p><p>solução sólida normalmente impõem deformações de rede sobre os átomos hospedeiros vizinhos.</p><p></p><p>Pergunta 11</p><p>Não avaliado ainda / 1 pts</p><p>Sua Resposta:</p><p></p><p>Pergunta 12</p><p>Não avaliado ainda / 1 pts</p><p>Sua Resposta:</p><p>Os materiais cerâmicos apresentam boa resistência ao calor e são bons isolantes térmicos.</p><p>Identifique um material cerâmico reciclável e mostre todo seu fluxo de fabricação e reciclagem.</p><p>Os vidros tradicionais são misturas de óxidos e</p><p>devem ser classificados</p><p>como materiais cerâmicos.</p><p>O processo de fabricação do vidro é composto por várias etapas, que incluem:</p><p>Forno de fusão: A areia, soda cáustica, calcário, feldspato e outros produtos químicos são</p><p>misturados e aquecidos a uma temperatura entre 1400°C e 1600°C.</p><p>Transformação: O vidro é transformado em um banho.</p><p>Recozimento: O vidro é colocado em um forno de túnel para liberar tensões internas e garantir a</p><p>sua solidez.</p><p>Inspeção: O vidro é inspecionado para garantir que não há defeitos, como bolhas de ar ou</p><p>impurezas.</p><p>Corte: O vidro é cortado em chapas.</p><p>O processo de fabricação do vidro também pode incluir a reutilização de cacos de vidro triturados de</p><p>embalagens descartadas. Essa prática diminui a quantidade de energia gasta no processo.</p><p>O método Float é uma tecnologia-chave na fabricação do vidro plano, que permite a produção de</p><p>vidro com superfícies uniformes e sem distorções.</p><p>Conforme vimos no capítulo 8, o uso de materiais compósitos, em substituição aos materiais</p><p>metálicos, das aeronaves Boeing 777, Airbus A-380 e do Embraer 170, vem crescendo a cada ano.</p><p>Faça um levantamento dos materiais compósitos utilizados na Indústria aeronáutica, com suas</p><p>composições e características, justificando o motivo do emprego deles.</p><p>Os materiais compósitos são amplamente utilizados na indústria aeronáutica devido às suas</p><p>propriedades superiores em relação aos materiais metálicos tradicionais.</p><p>A seguir, apresento um levantamento dos principais materiais compósitos utilizados, suas</p><p>composições,</p><p>características e justificativas para seu emprego:</p><p>18/09/2024, 15:03 PRV - Prova: 2024C - Ciências dos Materiais (73177) - Eng. Civil</p><p>https://ucaead.instructure.com/courses/73177/quizzes/414060 11/14</p><p>1. Fibra de Carbono Reforçada com Polímero (CFRP)</p><p>Composição:</p><p>- Fibra de carbono</p><p>- Matriz de resina epóxi</p><p>- Características:</p><p>- Alta resistência à tração e compressão</p><p>- Baixa densidade (leveza)</p><p>- Boa resistência à fadiga e corrosão</p><p>- Excelente estabilidade dimensional</p><p>Justificativa:</p><p>O CFRP é utilizado por sua alta relação resistência/peso, o que é crucial para reduzir o peso da</p><p>aeronave e, consequentemente, o consumo de combustível. Além disso, sua resistência à corrosão</p><p>aumenta a durabilidade das estruturas aeronáuticas.</p><p>2. Fibra de Vidro Reforçada com Polímero (GFRP)</p><p>Composição:</p><p>- Fibra de vidro</p><p>- Matriz de resina epóxi ou poliéster</p><p>- Características:</p><p>- Boa resistência mecânica</p><p>- Resistência à corrosão</p><p>- Isolamento elétrico</p><p>- Menor custo em comparação com a fibra de</p><p>- carbono</p><p>Justificativa:</p><p>O GFRP é usado em componentes onde a máxima resistência não é tão crítica quanto o custo e a</p><p>resistência à corrosão. É comum em partes internas da aeronave e em estruturas secundárias.</p><p>3. Fibra de Aramida Reforçada com Polímero (AFRP)</p><p>Composição:</p><p>18/09/2024, 15:03 PRV - Prova: 2024C - Ciências dos Materiais (73177) - Eng. Civil</p><p>https://ucaead.instructure.com/courses/73177/quizzes/414060 12/14</p><p>- Fibras de aramida (Kevlar)</p><p>- Matriz de resina epóxi</p><p>- Características:</p><p>- Alta resistência ao impacto</p><p>- Boa resistência à tração</p><p>- Leveza</p><p>- Não condutivo</p><p>Justificativa:</p><p>A AFRP é utilizada em áreas onde a resistência ao impacto é essencial, como em blindagens e em</p><p>áreas sujeitas a detritos em alta velocidade. Sua leveza também contribui para a redução do peso</p><p>total da aeronave.</p><p>4. Compósitos de Matriz Metálica (MMC)</p><p>Composição:</p><p>- Fibras de cerâmica ou carbono</p><p>- Matriz metálica (alumínio, titânio, magnésio)</p><p>- Características:</p><p>- Alta resistência à temperatura</p><p>- Boa resistência ao desgaste</p><p>- Alta rigidez</p><p>Justificativa:</p><p>Os MMCs são empregados em componentes que operam em altas temperaturas, como partes de</p><p>motores e sistemas de exaustão. Sua capacidade de manter a integridade estrutural sob condições</p><p>extremas é fundamental para a segurança e eficiência da aeronave.</p><p>5. Compósitos de Matriz Cerâmica (CMC)</p><p>Composição:</p><p>- Fibras de cerâmica (carboneto de silício, óxido de alumínio)</p><p>- Matriz cerâmica</p><p>- Características:</p><p>18/09/2024, 15:03 PRV - Prova: 2024C - Ciências dos Materiais (73177) - Eng. Civil</p><p>https://ucaead.instructure.com/courses/73177/quizzes/414060 13/14</p><p>Pontuação do teste: 1,6 de 4</p><p>* Algumas perguntas ainda não avaliadas</p><p>- Excelente resistência a altas temperaturas</p><p>- Alta resistência ao desgaste e corrosão</p><p>- Baixa densidade</p><p>Justificativa:</p><p>Os CMCs são utilizados principalmente em componentes de motores a jato e sistemas de exaustão,</p><p>onde as temperaturas podem ser extremamente altas. Eles proporcionam uma alternativa mais leve</p><p>e durável em comparação com os metais tradicionais.</p><p>Conclusão</p><p>O uso de materiais compósitos na indústria aeronáutica é justificado pela combinação de alta</p><p>resistência, leveza e resistência à corrosão, que são essenciais para melhorar a eficiência do</p><p>combustível, aumentar a durabilidade e reduzir os custos de manutenção das aeronaves. Cada tipo</p><p>de compósito é escolhido com base nas exigências específicas de desempenho e ambiente de</p><p>operação dos diferentes componentes da aeronave.</p><p>18/09/2024, 15:03 PRV - Prova: 2024C - Ciências dos Materiais (73177) - Eng. Civil</p><p>https://ucaead.instructure.com/courses/73177/quizzes/414060 14/14</p>