Engenharia 2: Resistência e Circuitos

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ENGENHARIA 2
Material de estudo — resistência, tensão, deformação, circuitos e modelagem
Como estudar: leia a teoria, refaça os exemplos sem consultar a solução e depois resolva os exercícios.
Preste atenção às unidades, hipóteses e sinais.
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1. Tensão normal
Tensão normal é a força normal distribuída pela área da seção transversal.
FÓRMULA: σ=F/A.
A unidade no SI é o pascal (Pa), equivalente a N/m².
2. Deformação e Lei de Hooke
Deformação normal mede a variação relativa do comprimento.
FÓRMULA: ε=∆L/L■.
No regime elástico linear, a tensão é proporcional à deformação.
FÓRMULA: σ=Eε, onde E é o módulo de Young.
3. Torção e flexão — visão inicial
Em eixos submetidos a torque, surgem tensões de cisalhamento. Em vigas, forças transversais podem
produzir momento fletor.
O comportamento depende da geometria, material, carregamento e condições de apoio.
4. Circuitos elétricos básicos
Corrente é o fluxo de carga elétrica. Tensão é a diferença de potencial e resistência representa oposição
à corrente.
FÓRMULA: V=RI (Lei de Ohm).
Potência elétrica: FÓRMULA: P=VI=I²R=V²/R.
5. Sistemas e modelagem
Um sistema de engenharia pode ser representado por entradas, processo e saídas. Modelos
matemáticos permitem prever respostas.
Para modelos dinâmicos, é comum usar equações diferenciais e, em análises mais avançadas,
transformadas de Laplace.
6. Análise e verificação
Resultados devem ser conferidos por unidades, sinais, limites e ordem de grandeza.
Em projetos reais, fatores de segurança, propriedades dos materiais, normas técnicas e condições de
serviço precisam ser considerados.
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Exercícios de fixação
1. Uma força de 10.000 N atua sobre área de 0,002 m². Calcule a tensão normal.
2. Uma barra de 2 m alonga 1 mm. Calcule a deformação.
3. Se E=200 GPa e ε=0,001, calcule σ.
4. Um resistor de 20 Ω é ligado a 10 V. Calcule a corrente.
5. No mesmo resistor, calcule a potência.
6. Explique a diferença entre tensão e deformação.
7. Uma corrente de 3 A passa por resistor de 4 Ω. Qual a tensão?
8. Cite três verificações importantes antes de aceitar um resultado de engenharia.
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Gabarito
Ex. Resposta
1 5.000.000 Pa = 5 MPa
2 0,0005
3 200 MPa
4 0,5 A
5 5 W
6 Tensão é força por área; deformação é a variação relativa de dimensão
7 12 V
8 Unidades/dimensões, sinais e ordem de grandeza