Avaliação Proficiência Engenharia Mecânica Gabarito

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Disciplina: Avaliação Proficiência_Engenharia Mecânica
Modelo de Prova: Roteiro de Estudos - Proficiência
Tipo de Prova: RE
Versão da Prova: 1
Código da Prova: 9722
Questão Respostacorreta Gabarito Comentado
1 B
Para resolver este problema deve-se relacionar as velocidades nos
pontos A e B através da equação da velocidade:
 v = v +ω× r 
Expressando os vetores na forma cartesiana e substituindo os
valores fornecidos tem-se:
 v cos 45°i − v sin 45°j = 2cos 45°i + 2sin 45°j +ωk × 1i 
Em seguida, equacionando as componentes i e j obtém-se as
equações escalares:
 v 2
2 = 2 2
2 e −v 2
2 = 2 2
2 +ω 
Desse modo, o módulo da velocidade no ponto B é vB = 2 m/s e o
módulo da velocidade angular da barra AB é ω= −2 2 rad/s.
Como vB é positivo, seu sentido será no sentido positivo do eixo y,
ou seja, para cima. Como ω é negativo, seu sentido será no sentido
negativo do eixo z, ou seja, a barra gira no sentido horário. 
A resposta 1m/s para cima e 0 está errada, pois a velocidade de B é
2m/s e a velocidade angular da barra AB não pode ser nula no dado
instante. Esse erro poderia ser cometido devido a uma troca de sinal
na expressão do vetor vB, que apresenta uma componente negativa. 
A resposta 2m/s para baixo e 2 2 rad/s no sentido horário está
errada, pois o sentido da velocidade de B é para cima. Esse erro
poderia ser cometido devido a má utilização do sistema de
coordenadas fornecido. 
A resposta 2m/s para cima e 2 2 rad/s no sentido anti-horário está
errada, pois o sentido da velocidade angular é horário. Esse erro
poderia ser cometido durante a multiplicação dos vetores ω e rA/B. 
A resposta 2m/s para baixo e 2 2 rad/s no sentido anti-horário está
errada, pois o sentido da velocidade de B é para cima e a velocidade
angular possui sentido horário. Esses erros poderiam ser cometidos
devido à má utilização do sistema de coordenadas e/ou durante a
multiplicação vetorial.
A bomba continuará a bombear seu fluido, portanto não haverá
alteração no . Na condição inicial, para um ,
observando pelo gráfico, tem-se um . 
Na nova proposta, deseja-se ter uma vazão 40% menor (ou seja, 60%
da vazão inicial) e aumento em 20% da rotação do motor. Assim,
B A A/B
B B
B
√ √
B
√ √
√
√
√
√
2 C
utilizando o índice para a proposta e para a condição inicial:
 
 
 
Observando no gráfico, para o , tem-se um 
.
 
(Obs.: Observe que , e não . Caso fosse
cometido esse deslize, o gráfico não cobriria o erroneamente
calculado).
Não se deve tirar a razão entre os coeficientes de potência, pois o
enunciado pede a razão entre as potências, e não entre os
coeficientes. Caso fosse tirada a razão, a alternativa 0,667 poderia ter
sido erroneamente escolhida.
A potência consumida na condição inicial é dada por:
 
A potência consumida na condição proposta é dada por:
 
Assim, a razão procurada é dada por:
 
 
A alternativa 0,800 poderia ter sido erroneamente escolhida, se
houvesse deslize ao notar que, no coeficiente de potência, a rotação
é elevada ao cubo, e não ao primeiro grau.
3 B
Para calcular o rendimento máximo observado em cada uma das
máquinas se faz necessário aplicar os valores da tabela a seguinte
equação:
O valor mínimo para o rendimento é 0 se a máquina não realizar
nenhum trabalho, e o máximo 1, se fosse possível que a máquina
transformasse todo o calor recebido em trabalho, mas isto não é
possível.
As demais alternativas estão erradas, pois:
Considerou-se a relação inversa, ou seja, energia útil sobre energia
dissipada ao invés de energia dissipada sobre energia útil.
Desconsiderou-se a necessidade de subtrair “1” na equação do
rendimento máximo.
4 D
I. Correta. As funções de cisalhamento e momento podem ser
representadas em ilustrações denominadas diagramas de força cortante e
momento fletor.
II. Falsa. Direções positivas indicam que a carga distribuída age para baixo
na viga e a força cortante interna provoca uma rotação em sentido horário.
III. Falsa. O momento fletor é relacionado à força cortante através da
equação = V, portanto, seu valor ao longo da viga depende da
integral do esforço cortante ao longo da viga.
IV. Correta.A soma dos momentos gerados por cargas aplicadas
perpendicularmente ao eixo longitudinal de uma viga produz o
momento fletor.
5 C
As regiões numeradas na figura podem ser nomeadas como:
1 – Material-base
2 – Cordão de solda
3 – Zona termicamente afetada
4 – Espessura da peça soldada
5 – Comprimento da peça soldada
A questão exige a interpretação do que representa cada região
numerada e saber correlacionar com a definição dessa região. Ou
seja, não apenas conhecer a sigla ZTA (Zona termicamente afetada)
como sendo o nome dado para a região 3, mas conhecer sua
definição e características principais. Por esse motivo, não é citada a
sigla ZTA.
A região 1 pode ser escolhida incorretamente caso não se atente que
no enunciado é dito que a região é aquecida a um ponto próximo da
fusão, e não de fusão completa, o que diferencia a região 3 da região
1. Também é possível cometer o erro de escolher a região 2 caso não
se atente aos detalhes fornecidos na definição da região solicitada e
confunda que na região do cordão (número 2) não ocorre fundição
completa.
Caso haja uma interpretação incorreta de que a zona afetada
compreende-se por toda a espessura da peça, ou até mesmo toda a
sua extensão, pode-se cometer o erro de escolher as opções 4 ou 5.
Além disso, é importante observar que as regiões 4 e 5 podem sim ser
afetadas pelo calor gerado durante a solda, porém não chegam à
temperatura próxima do ponto de fusão e não têm o tamanho de grão
alterado por esse processo.
A questão aborda conceitos fundamentais de usinagem com relação
ao entendimento dos mecanismos e métodos, bem como alguns
tipos de ferramentas de corte usualmente utilizados e suas principais
características de aplicação.
A afirmação I do enunciado é correta, pois o primeiro serviço
apresentado irá resultar em grande quantidade de impacto da
superfície da peça com a ferramenta (característica de ser feita em
torno mecânico) até que a seção quadrada seja usinada em uma
6 B
seção circular. Logo, a característica de elevada tenacidade à fratura
do aço rápido é ideal para esse tipo de usinagem. É importante
compreender o funcionamento desse tipo de usinagem e seus
possíveis efeitos como, neste caso, causar um impacto na
ferramenta.
A afirmação II é incorreta, primeiramente por se tratar de usinagem de
um material ferroso. Em razão da afinidade do carbono com o ferro, o
diamante não pode ser aplicado para usinar materiais que o
contenham. Além disso, apesar do diamante apresentar alta dureza e
resistência mecânica, resultando em um acabamento superficial de
alta qualidade, esse material não possui boa tenacidade. Dessa
forma, não pode ser utilizado nessa aplicação.
A afirmação III do enunciado está totalmente errada, uma vez que é
possível realizar usinagem de peças de formato não cilíndrico em
torno mecânico. Para essa questão, é importante ter conhecimento
do processo de usinagem em si.
A afirmação IV está incorreta, uma vez que os aços-ferramenta não
apresentam elevada resistência mecânica, dureza e resistência para
altas temperaturas de trabalho, necessárias para a usinagem do
segundo serviço apresentado. Essa alternativa avalia o
conhecimento quanto ao aço-ferramenta, que tem por característica
aplicação de serviços simples de usinagem, sem alta
responsabilidade e sem exigência de elevadas propriedades.
A afirmação V está correta, pois o diamante é indicado para aplicação
na usinagem de materiais não metálicos e possui propriedades
mecânicas e resistência à alta temperatura de trabalho suficientes
para ser aplicado na usinagem de materiais de elevada dureza. Essa
alternativa avalia o conhecimento mais aprofundado sobre a
aplicação de materiais para a usinagem. Características de usinagemde materiais de alta resistência e seus efeitos também são avaliados.
7 B
A maneira correta de resolver é utilizando a fórmula de secção
cortante para ferramenta monocortante, pois não existe ferramenta
multicortante para o torneamento, que se trata da redução de
diâmetros em eixos, s = a x p.
Para calcular a profundidade, deve-se considerar o diâmetro final
menos o inicial e dividir por dois, pois se trata de um torneamento P =
(di-df)/2.
Assim: p = (110-100)/2 = 5.
Aplicando-se a profundidade na secção de corte, tem-se: s = a x p.
Sendo: s = 0,2 x 5 = 1,0 mm².
A resposta 10 mm² poderia ser obtida caso fosse considerada a
profundidade “p” como o diâmetro final.
A resposta 11 mm² poderia ser obtida caso fosse considerada a
profundidade “p” como o diâmetro inicial.
A resposta 2,0 mm² poderia ser obtida caso fosse considerado “p”
como diâmetro final menos inicial.
A resposta 0,5 mm² poderia ser obtida caso a ferramenta aplicada
fosse a multicortante, e a profundidade de corte fosse considerada
corretamente, sendo p = (110-100)/2 = 5. Porém, com o avanço por
dente ad = 0,2/2=0,1. Pois a ferramenta multicorte tem 2 arestas de
corte.
O método mais eficaz de se chegar à resposta da questão é
encontrando primeiramente o valor do ângulo das tensões principais
e, a partir deste valor, chega-se ao ângulo da tensão de cisalhamento
máxima.
8 C
Por observação, o elemento mostrado na imagem apresenta uma
condição de tensão principal, visto que nenhuma tensão de
cisalhamento age nesse elemento. Toma-se então a orientação das
tensões principais como 0° e, analogamente, 90°. 
As tensões normais são mínimas quando o elemento está orientado a
45° em relação ao plano de tensões principais. Então, a orientação
do plano de tensão de cisalhamento máxima é de 45° ou 135°. Como
não há a opção de 135°, a única resposta correta é 45°. 
A resposta 0° está errada pois este valor é um ângulo das tensões
principais. Esse erro poderia ser cometido por falha conceitual sobre
os planos principais de tensão do elemento. 
A resposta 22,5° está errada pois este valor não representa um
ângulo do plano de tensão de cisalhamento máxima. Esse erro
poderia ser cometido por falha conceitual sobre a relação entre os
planos de tensões principais e tensões de cisalhamento máxima do
elemento. 
A resposta 67,5° está errada pois este valor não representa um
ângulo do plano de tensão de cisalhamento máxima. Esse erro
poderia ser cometido por falha conceitual sobre a relação entre os
planos de tensões principais e tensões de cisalhamento máxima do
elemento. 
A resposta 90° está errada pois este valor é um ângulo das tensões
principais. Esse erro poderia ser cometido por falha conceitual sobre
os planos principais de tensão do elemento.
Da imagem apresentada, observam-se quatro regiões distintas para a
camada limite: Região Laminar (RL), Transição (T), Região Turbulenta
(RT) e Separação (S).
Para , somente duas regiões aparecem: RL e S. As
outras regiões (T e RT) também existem, fisicamente, entretanto, para
essa condição, elas representam uma faixa muito pequena.
 
Para , as quatro regiões aparecem: RL, T, RT e S.
 
Ao se avaliar as curvas apresentadas no gráfico, de 
em função de que representa, em verdade, , em função de 
(visto que e são constantes do escoamento). O
comportamento típico de para escoamento ao redor de cilindros
pode ser entendido observando-se a curva para , e é o que
segue.
 
Na camada limite laminar, é baixo e decresce à medida que esta
se desenvolve, até atingir um valor de mínimo.
 
Na transição, acontece um salto para o valor de , que continua
crescendo até um máximo, que representa o início da região
turbulenta.
 
9 A
Na camada limite turbulenta, inicia com um valor muito elevado,
mas da mesma forma que acontece com o regime laminar, decresce
com seu desenvolvimento, até atingir um novo mínimo.
 
Após isso, ocorre a região de separação. Nessa região, cresce
indefinidamente.
 
Verifique que, para as conclusões feitas, pode ser feita uma relação
da imagem dos cilindros com os gráficos. Entretanto, isso não se faz
necessário. Com o entendimento do comportamento de funções e da
física do problema, pode-se entender que variações no
comportamento do gráfico (nas suas derivadas) estão associadas
com alguma mudança no escoamento, ou seja, toda vez que uma
mudança no regime ocorre, alguma situação de mudança ocorre no
escoamento.
 
Para entender qual escoamento geralmente tem maior taxa de
transferência de calor . Portanto, esta resposta está
associada ao conhecimento de . Da definição de :
 
 
Que, de maneira generalizada, pode ser escrito:
 
E o comportamento de pode ser qualitativamente entendido do
gráfico apresentado e da explicação fornecida. Observe que 
, onde é o comportamento genérico do
gráfico, para cada região.
 
Para existem as regiões e , que são as regiões
que possuem o maior valor de , ou seja, maiores regiões de .
Consequentemente, essas são as regiões que mais contribuem para
o valor de . Já para , como somente existem as
regiões RL e S, o valor obtido de é menor, em comparação ao caso
em que há transição. Portanto, a afirmação “o escoamento com 
 possui maior taxa de transferência de calor por
convecção” é uma asserção falsa, sendo o contrário verdade.
Essa questão aborda a compreensão das características principais
dos diferentes processos de fundição.
A escolha correta é o processo de Cera Perdida com a possibilidade
de surgir um problema para a remoção completa da cera, caso haja
um controle inadequado de temperatura durante a deceragem.
10 C
Além disso, será avaliado o conhecimento adicional dos termos
deceragem e calcinação, que auxilia na conclusão de que se trata do
processo de cera perdida.
O processo citado não pode ser o de Casca (Shell Molding), uma vez
que não é aplicado o processo de deceragem nesse método. Deve-se
exercer aqui um conhecimento mais aprofundado do processo.
O processo de fundição auditado também não pode ser o de Areia
Verde, pois, embora nesse processo o molde não passe por processo
de secagem, mantendo sua umidade original como diz a alternativa,
não se utiliza cera nesse método. 
O processo auditado não pode ser o processo de Molde Permanente,
uma vez que, mesmo sendo aplicado para produção de elevado
número de peças em série, não se utiliza cera para desmoldagem e,
sim, uma pasta adesiva de material refratário.
Pode-se cometer o erro de escolher a opção que cita que foi auditado
o processo de Cera Perdida por não avaliar o restante da afirmação,
pois nessa alternativa é citado que nesse processo é utilizado Molde
Permanente e a vida útil seria afetada, o que não é aplicável para a
Cera Perdida.