Lista_2_-_Propriedades_mecnicas

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA E TECNOLOGIA 
 
Disciplina: Fundamentos de Ciências dos Materiais 
Curso: Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia 
Prof. Tiago Fernandes 
2025.1 
 
Lista de Exercícios – Propriedades mecânicas 
 
1. O que é tensão? Quais são os 4 tipos de tensão que um material pode sofrer? 
Represente matematicamente a tensão e a deformação. 
 
2. Defina a Lei de Hooke. 
 
3. Defina os seguintes termos e localize-os em uma curva típica de tensão-
deformação. 
a) Regime elástico 
b) Regime plástico 
c) Ponto de escoamento 
d) Limite de proporcionalidade 
e) Limite de resistência à tração 
f) Estricção 
g) Tensão de ruptura ou fratura 
 
4. Defina e expresse matematicamente o coeficiente de Poisson. 
 
5. Defina resiliência e módulo de resiliência. 
 
6. Defina ductilidade e como ela pode ser expressa quantitativamente. 
 
7. Um corpo de prova de cobre com seção transversal retangular de 15,2 mm x 19,1 
mm (0,60 in x 0,75 in) e puxado em tração com uma força de 44.500 N (10.000 
lbf), produzindo apenas deformação elástica. Calcule a deformação resultante. 
 
8. Um corpo de prova cilíndrico de uma liga de níquel, que possui um módulo de 
elasticidade de 207 GPa (30x106 psi) e um diâmetro original de 10,2 mm (0,40 
in), somente apresentará deformação elástica quando uma carga de tração de 8900 
N (2000 lbf) for aplicada. Calcule o comprimento máximo do corpo de prova antes 
da deformação se o alongamento máximo admissível é de 0,25 mm (0,010 in). 
 
9. Uma barra de alumínio com 125 mm (5,0 in) de comprimento e que possui uma 
seção transversal quadrada com 16,5 mm (0,65 in) de aresta é puxada em tração 
com uma carga de 66.700 N (15.000 lbf) e apresenta um alongamento de 0,43 mm 
(1,7x10– 2 in). Considerando que a deformação seja inteiramente elástica, calcule 
o módulo de elasticidade do alumínio. 
 
 
10. Um corpo de prova cilíndrico de aço tendo um diâmetro de 15,2 mm (0,60 in) e 
um comprimento de 250 mm (10,0 in) é deformado elasticamente em tração com 
uma força de 48.900 N (11.000 lbf). Considerando os dados da Tabela 6.1, 
determine o seguinte: 
(a) Quanto esse corpo de prova irá se alongar na direção da tensão aplicada. 
(b) A variação no diâmetro do corpo de prova. O diâmetro irá aumentar ou 
diminuir? 
 
11. Uma barra cilíndrica em alumínio com 19 mm (0,75 in) de diâmetro deve ser 
deformada elasticamente pela aplicação de uma força ao longo do seu eixo. 
Aplicando os dados na Tabela 6.1, determine a força que produzirá uma redução 
elástica de 2,5x10–3 mm (1,0x10–4 in) no diâmetro. 
 
12. Um corpo de prova cilíndrico de uma dada liga metálica, com 10 mm (0,4 in) de 
diâmetro, é tensionado elasticamente em tração. Uma força de 15.000 N (3370 
lbf) produz uma redução no diâmetro do corpo de prova de 7x10–3 mm (2,8x10–4 
in). Calcule o coeficiente de Poisson para esse material se o seu módulo de 
elasticidade é 100 GPa (14,5x106 psi). 
 
13. Um corpo de prova cilíndrico de uma liga metálica hipotética é tensionado em 
compressão. Se seus diâmetros original e final são 30,00 e 30,04 mm, 
respectivamente, e o seu comprimento final é 105,20 mm, calcule seu 
comprimento original se a deformação é totalmente elástica. Os módulos de 
elasticidade e de cisalhamento para essa liga são 65,5 e 25,4 GPa, 
respectivamente. 
 
14. Considere um corpo de prova cilíndrico de alguma liga metálica hipotética que 
possui um diâmetro de 10,0 mm (0,39 in). Uma força de tração de 1500 N (340 
lbf) produz uma redução elástica, no diâmetro, de 6,7x10–4 mm (2,64x10–5 in). 
Calcule o módulo de elasticidade para essa liga, dado que o coeficiente de Poisson 
é 0,35. 
 
15. Um corpo de prova metálico com formato cilíndrico, com um diâmetro original 
de 12,8 mm (0,505 in) e um comprimento útil de 50,80 mm (2,000 in), é 
tracionado até sua fratura. O diâmetro no ponto de fratura é 8,13 mm (0,320 in) e 
o comprimento útil na fratura é de 74,17 mm (2,920 in). Calcule a ductilidade em 
termos da redução percentual na área e do alongamento percentual. 
 
16. Para uma dada liga metálica, uma tensão verdadeira de 345 MPa (50.000 psi) 
produz uma deformação plástica verdadeira de 0,02. Se o comprimento original 
de um corpo de prova desse material é 500 mm (20 in), quanto ele se alongará 
quando for aplicada uma tensão verdadeira de 415 MPa (60.000 psi)? Considere 
um valor de 0,22 para o coeficiente de encruamento n. 
 
17. Explique a relação entre discordâncias e deformação plástica. 
 
18. Defina encruamento e como esse fenômeno provoca o aumento de resistência em 
metais. 
 
19. Explique o aumento de resistência de metais por solução sólida.