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1 a Questão As estruturas podem ser classificadas de acordo com o número de reações de apoio para sustentação de uma estrutura mantendo um equilíbrio estático. Marque a alternativa que representa os tipos de estrutura que não permitem movimento na horizontal nem na vertical, ou seja o número de incógnitas à determinar é igual ao número de equações de equilíbrio. Isoestáticas Superestruturas Hiperestáticas Estáticas Hipoestáticas 2 a Questão Das alternativas apresentadas, qual condição é causada pelas cargas externas que tendem a fletir o corpo em torno do eixo que se encontra no plano da área? Momento Fletor Tensão de Cisalhamento Momento Tensão Torque Força Normal 3 a Questão Classifique a estrutura quanto a sua estaticidade. Frágil Elástica Isostática Hiperestática Hipoestática 4 a Questão Marque a alternativa em que se classifica o equilíbrio cujo arranjo de forças atuantes sobre determinado corpo em repouso de modo que a resultante dessas forças tenha módulo igual a zero. Dimensional Pontual Estático Real Dinâmico 3. A estrutura apresentada foi calculada para suportar uma Máquina de Ar Condicionado de um prédio comercial que pesa W=6 kN e as distâncias a e b valem, respectivamente, 4m e b=2m. Responda a afirmativa correta (considere as vigas horizontais rígidas e com peso desprezível). Se quisermos garantir a horizontalidade da viga, as barras verticais não podem possuir a mesma seção, uma vez que a carga não está centralizada as barras verticais devem ser projetadas com a mesma seção para garantir a horizontalidade da viga Como a carga nas barras verticais é diferente, é possível que a diferença de comprimento compense a diferença de tensão, possibilitando a utilização de seções iguais nas barras verticais, respeitada a tolerância de horizontalidade do equipamento. as barras verticais devem estar com a mesma tensão para garantir a horizontalidade da viga Não é possível a utilização de seções iguais e garantir a horizontalidade 5 a Questão A estrutura apresentada foi calculada para suportar uma Máquina de Ar Condicionado de um prédio comercial que pesa W=6 kN e as distâncias a e b valem , respectivamente, 4m e 2m. Responda a afirmativa correta (considere as vigas horizontais rígidas e com peso desprezível). As reações RA e RC são iguais As forças atuantes nas Barras AB e CD valem 2 kN e 4 kN, respectivamente Posso afirmar que RA - RC = 6kN Posso afirmar que RC - RA = 1kN As forças atuantes nas Barras AB e CD valem 5 kN e 1kN, respectivamente 6 a Questão Um material pode sofrer um esforço que se desenvolve quando as cargas externas tendem a torcer um segmento do corpo com relação a outro. Este movimento pode levar a fratura de um material. A qual classificação de aplicação de carga representa tal condição? Torque Força de cisalhamento Isostática Hiperestática Força Normal 7 a Questão ASSINALE A OPÇÃO CORRETA EM RELAÇÃO A DUCTIBILIDADE: PROPRIEDADE QUE REPRESENTA O GRAU DE DEFORMAÇÃO QUE UM MATERIAL SUPORTA ANTES DE SUA RUPTURA. PROPRIEDADE QUE REPRESENTA O GRAU DE DEFORMAÇÃO QUE UM MATERIAL SUPORTA ANTES DO SEU LIMITE DE PROPORCIONALIDADE. PROPRIEDADE QUE REPRESENTA O GRAU DE ALONGAMAENTO QUE UM MATERIAL SUPORTA ANTES DO SEU ESCOAMENTO PROPRIEDADE QUE REPRESENTA O GRAU DE DEFORMAÇÃO QUE UM MATERIAL SUPORTA ANTES DO SEU ESCOAMENTO. PROPRIEDADE QUE REPRESENTA O GRAU DE ESTRICÇÃO QUE UM MATERIAL SUPORTA ANTES DO SEU ESCOAMENTO. 8 a Questão Marque a afirmativa que considerar correta observando a figura ao lado e considerando que as vidas horizontais: são rígidas possuem peso próprio desprezível As forças nas Barras DE e BG são iguais Essa estrutura está hiperestática A Força AH vale 125 N e a DE vale aproximadamente 83 N Não posso usar a 3ª Lei de Newton para calcular as reações nas Barras As forças atuantes em AH e BG valem, respectivamente 300 e 200 N 7 a Questão A coluna está submetida a uma força axial de 8 kN no seu topo. Supondo que a seção transversal tenha as dimensões mostradas na figura, determinar a tensão normal média que atua sobre a seção a-a. 0,182 MPa 571 kPa 182 kPa 1,82 MPa 5,71 MPa 2 a Questão A barra de aço BC representada abaixo tem diâmetro igual a 5 cm e está submetida a um carregamento F igual a 150 KN. Sabendo que o comprimento inicial da barra é de 50 cm, calcule a variação linear do comprimento da barra e a tensão normal média atuante na mesma. Faça Eaço = 200 GPa. sméd = 76,39 MPa e d= 0,191 m sméd = 763,9 MPa e d= 1,91 mm sméd = 76,39 KN e d= 0,191 cm sméd = 76,39 MPa e d= 0,191 mm sméd = 763,9 KN e d= 1,91 mm Supondo que o eixo da figura abaixo possui um diâmetro de 20 mm; está submetido a uma força de 150 000N e tem o comprimento de 15 cm, calcule a tensão normal atuante e a variação linear no comprimento (∆L). ᴛ = 477,46 MPa e ∆L = 0,075 mm ᴛ = 777,46 MPa e ∆L = 1,75 mm ᴛ = 477,46 MPa e ∆L = 1,75 mm ᴛ = 777,46 MPa e ∆L = 0,75 mm ᴛ = 477,46 MPa e ∆L = 0,75 mm 1 a Questão CONSIDERANDO O GRÁFICO DE UM MATERIAL FRÁGIL É CORRETO AFIRMAR QUE: O LIMITE DE PROPORCIONALIDADE CORRESPONDE A TENSÃO MÁXIMA. O GRÁFICO É REPRESENTADO POR UMA RETA COM ALTO COEFICIENTE ANGULAR. MATERIAL FRÁGIL NÃO OBEDECE A LEI DE HOOKE. NÃO HÁ TENSÃO DE RUPTURA DEFINIDO. O ESCOAMENTO ACONTECE APÓS RESISTENCIA MÁXIMA. 2 a Questão Levando em consideração uma estrutura ao solo ou a outras partes da mesma vinculada ao solo, de modo a ficar assegurada sua imobilidade, salve pequenos deslocamentos devidos às deformações. A este conceito pode-se considerar qual tipo de ação? Reação de fratura Força tangente Estrutural Força normal Reação de apoio 3 a Questão A barra tem largura constante de 35 mm e espessura de 10 mm. Determine a tensão normal média máxima na barra quando ela é submetida à carga mostrada. 45,8 MPa 34,2 MPa 62,8 MPa 84,3 MPa 91,4 MPa 4 a Questão Calcule as reações no apoio da viga em balanço (ou viga cantilever). 5000 N.m 2400 N.m 3200 N.m 6400 N.m 10000 N.m 5 a Questão A figura abaixo mostra uma barra, de seção transversal retangular. Esta apresenta uma altura variável e largura b igual a 12 mm de forma constante. Dada uma força de 10.000N aplicada, calcule a tensão normal no engaste. 41,67 N/mm2 57,63 N/mm2 83,34 N/mm2 20,38 N/mm2 120,20 N/mm2 6 a Questão Uma força de compressão de 7kN é aplicado em uma junta sobreposta de uma madeira no ponto A. Determinar o diâmetro requerido da haste de aço C e a altura h do elemento B se a tensão normal admissível do aço é (adm)aço = 157 MPa e a tensão normal admissível da madeira é (adm)mad = 2 MPa. O elemento B tem 50 mm de espessura. d = 9mm; h = 30,5mm. d = 6mm; h = 20mm. d = 10mm; h = 32,5mm. d = 7mm; h = 37,5mm. d = 8mm; h = 25,5mm. 7 a QuestãoAs peças de madeira são coladas conforme a figura. Note que as peças carregadas estão afastadas de 8 mm. Determine o valor mínimo para a dimensão sem medida na figura, sabendo que será utilizada um cola que admite tensão máxima de cisalhamento de 8,0 MPa. 158 mm 292 mm 300 mm 240 mm 308 mm 8 a Questão De acordo com a figura abaixo, determine as reações de apoio em A e C. RAV = RCV = 7,0 kN. RAV = RCV = 5,0 kN. RAV = RCV = 1,7 kN. RAV = RCV = 3,0 kN. RAV = RCV = 2,5 kN. 6 a Questão O bloco plástico está submetido a uma força de compressão axial de 900 N. Supondo que as tampas superior e inferior distribuam a carga uniformemente por todo o bloco, determine as tensões normal e de cisalhamento médias ao longo da seção a-a. 135 kPa e 77,94 kPa 0,156 MPa e 0,156 MPa 0,156 MPa e 0,09 MPa 0,09 MPa e 0,09 MPa 13,5 MPa e 7,8 Mpa 3 a Questão Uma força axial de 500N é aplicado sobre um bloco de material compósito. A carga é distribuida ao longo dos tampões inferior e superior uniformemente. Determine as tensões normal e de cisalhamento médias ao longo da seção a-a. 0,065 MPa; 0,05520MPa. 0,09 MPa; 0,05196 MPa. 0,075 MPa; 0,0433 MPa. 0,08 MPa; 0,0367MPa. 0,064 MPa; 0,05333 MPa. 2. O bloco plástico está submetido a uma força de compressão axial de 600 N. Supondo que as tampas superior e inferior distribuam a carga uniformemente por todo o bloco, determine as tensões normal e de cisalhamento médias ao longo da seção a-a. 0,06 MPa e 0,06 MPa 9 MPa e 5,2 MPa 90 kPa e 51,96 kPa 0,104 MPa e 0,104 MPa 0,104 MPa e 0,06 MPa 3 a Questão As duas hastes de alumínio suportam a carga vertical P = 20 kN. Determinar seus diâmetros requeridos se o esforço de tração admissível para o alumínio for adm = 150 MPa. dAB= 28,3 cm e dAC= 20,0 cm dAB=15,5 mm e dAC=13,1 mm dAB= 13,1mm e dAC= 15,5mm dAB=15,5 cm e dAC=13,1 cm dAB= 28,3 mm e dAC= 20,0 mm 1 a Questão Uma prensa usada para fazer furos em placas de aço é mostrada na figura 6ª. Assumindo que a prensa tem diametro de 0,75 in. É usada para fazer um furo em uma placa de ¼ in, como mostrado na vista transversal - figura 6b. Se uma força P = 28000 lb é necessária para criar o furo, qual é a tensão de cisalhamento na placa? 75.700 psi 47.550 psi 47.500 psi 45.700 psi 74.500 psi 2 a Questão Um edifício de dois pavimentos possui colunas AB no primeiro andar e BC no segundo andar (vide figura). As colunas são carregadas como mostrado na figura, com a carga de teto P1 igual a 445 kN e a carga P2, aplicada no segundo andar, igual a 800 kN. As áreas das seções transversais das colunas superiores e inferiores são 3900 mm2 e 11000 mm2, respectivamente, e cada coluna possui um comprimento a = 3,65 m. Admitindo que E = 200 GPa, calcule o deslocamento vertical c no ponto C devido às cargas aplicadas. 2,08 mm 3,8 mm 2,06 mm 4,15 mm 6,15 mm 3 a Questão Uma força axial de 500N é aplicado sobre um bloco de material compósito. A carga é distribuida ao longo dos tampões inferior e superior uniformemente. Determine as tensões normal e de cisalhamento médias ao longo da seção a-a. 0,065 MPa; 0,05520MPa. 0,09 MPa; 0,05196 MPa. 0,075 MPa; 0,0433 MPa. 0,08 MPa; 0,0367MPa. 0,064 MPa; 0,05333 MPa. A barra prismática da figura está submetida a uma força axial de tração. Considerando que a área da seção transversal desta barra é igual a A, a tensão normal σ na seção S inclinada de 60 o vale: 3P/A 0,8666P/A P/4A P/2A 3P/4A 5. Duas barras são usadas para suportar uma carga P. Sem ela o comprimento de AB é 125mm, o de AC é 200mm e o anel em A tem coordenadas (0,0). Se for aplicada uma carga P no anel A de modo que ele se mova para a posição de coordenadas (x=6mm e y = -18mm), qual será a deformação normal em cada barra? barra AB = 1,5mm/mm e barra AC = 0,00276mm/mm barra AB = 0,15mm/mm e barra AC = 2,76mm/mm barra AB = 0,15mm/mm e barra AC = 0,0276mm/mm barra AB = 0,015mm/mm e barra AC = 0,0276mm/mm barra AB = 15mm/mm e barra AC = 0,276mm/mm 6. Três placas de aço são unidas por dois rebites, como mostrado na figura. Se os rebites possuem diâmetros de 15 mm e a tensão de cisalhamento última nos rebites é 210 MPa, que força P é necessária para provocar a ruptura dos rebites por cisalhamento? 148,4 kN 14,8 kN 7,4 kN 74,2 kN 37,1 kN 7. Determine os pontos A, B e C apresentados no gráfico Tensão x Deformação. - Deformação Elástica; - Limite de Resistência; - Estricção. - Estricção; - Fadiga; - Fratura. - Escoamento; - Encruamento; - Estricção. - Limite de Resistência; - Limite de Tração; - Limite de Flexão. - Limite de Resistência; - Escoamento; - Estricção. 8. Desprezando o peso próprio da peça composta por 2 cilindros associados, conforme a figura ao lado, e sabendo que: a carga de tração é de 4,5 kN o trecho1 da peça possui d1=15 mm e l1=0,6m o trecho 2 da peça possui d2=25 mm e l2=0,9m E = 210 GPa Determine a deformação longitudinal sofrida por cada cilindro 0,121x10 -3 mm/mm e 0,69x10 -3 mm/mm 0,073 mm e 0,039 mm 0,121x10 -3 mm/mm e 0,43x10 -4 mm/mm 0,121 mm/mm e 0,043 mm/mm 0,73 mm e 0,39 mm Baseado no gráfico abaixo de carga axial x alongamento, determine a tensão e a deformação de ruptura deste material, respectivamente. 335,40 MPa; 55% 288,62 MPa; 45% 305,87 MPa; 50% 406,24 MPa; 52% 374,56 MPa; 58% A figura ao lado mostra um diagrama Tensão x Deformação clássico, representativo de um ensaio de tração. Assinale a alternativa que descreve corretamente as propriedades do material indicado pelas cotas 14; 17 e 25, respectivamente. Deformação pré-ruptura; deformação elástica sob tensão máxima e resistência ao escoamento. Deformação plástica total; deformação elástica total e tensão de escoamento superior. Deformação após a ruptura; deformação sob tensão máxima e resistência mecânica. Deformação total após a ruptura; deformação sob tensão máxima e resistência à tração. Deformação após a ruptura; deformação total sob tensão máxima e resistência à tração 6. Uma chapa retangular, conforme apresentada na figura, apresenta uma deformação apresentada pela linha tracejada. Determine a deformação por cisalhamento média xy da chapa. -0,004524 rad -0,037498 rad -0,050241 rad -0,012499 rad -0,024901 rad 7. Considerando o corpo de prova indicado na figura, é correto afirmar que quando o carregamento F atinge um certo valor máximo, o diametro do corpo de prova começa a diminiur devido a perda de resistencia local. A seção A vai reduzindo até a ruptura. Indique o fenomeno correspondente a esta afirmativa. alongamento estricção plasticidade elasticidade ductibilidade Oquadrado deforma-se como apresentado nas linhas tracejadas. Determine a deformação por cisalhamento nos pontos A e C. ϒA = 0,026 rad e ϒC = -0,266 rad ϒA = 0,026 rad e ϒC = 0,026 rad ϒA = - 0,026 rad e ϒC = 0,266 rad ϒA = - 1,304 rad e ϒC = 0,266 rad ϒA = - 0,026 rad e ϒC = - 1,304 rad Considerando a situação das duas barras de aço (E=200 Gpa e ν =0,3) da figura, determine, desprezando o efeito do peso próprio, a deformação longitudinal de cada barra 0,0000121 e 0,000065 0,000121 e 0,00065 0,0121 e 0,065 0,00121 e 0,0065 1,21% e 0,65% 2. O conjunto abaixo consiste de um tubo de alumínio AB tendo uma área de 400 mm². Uma haste de aço de diâmetro de 10 mm é conectada ao tubo AB por uma arruela e uma porca em B. Se uma força de 50 kN é aplicada na haste, determine o deslocamento na extremidade C. Eaço = 200 GPa e Eal = 70 GPa. 3,62 mm 4,62 mm 2,62 mm 6,62 mm 5,62 mm 3. Considerando a situação das duas barras de aço (E=210 GPa e ν =0,3) da figura ao lado, determine, desprezando o efeito do peso próprio, o comprimento total do conjunto 1500,56 1505,6mm 1500,056 1500,0112 1500,112 mm 4. Afigura abaixo mostra uma placa que está presa à base por meio de 6 parafusos de aço. A tensão de cisalhamento última do aço é de 300 MPa. Utilizando-se um coeficiente de segurança de 3 determine o diâmetro mínimo do parafuso a ser usado. Considere o valor da força axial igual a 60 kN. o diâmetro é 139,24 mm o diâmetro é 0,28 mm o diâmetro é 11,28 mm o diâmetro é 1,28 mm o diâmetro é 22,57 mm 5. Considerando a situação das duas barras de aço (E=200 GPa e ν =0,3) da figura, determine, desprezando o efeito do peso próprio, o alongamento de cada barra. 0,146 e 0,78 mm 7,3 mm e 3,9 mm 0,73 e 0,39 mm 0,073 mm e 0,039 mm 1,46 e 0,78 mm 6. Uma barra constituída por uma liga de aço 1040, com diâmetro 2 cm e comprimento 2 m é submetida à tração por uma força de 100 kN e sofre um alongamento absoluto de 3 mm. Determinar o módulo de elasticidade do material da barra (em GPa), considerando válida a Lei de Hooke. 21,23 GPa 153,35 GPa 212,31 MPa 5,3 GPa 212,31 GPa 7. Um corpo sem solicitação de carga apresenta um comprimento igual a 20 cm. Aplicando-se uma carga de tração de 1.000 kgf passa a ter um comprimento igual a 24 cm. Determinar a deformação longitudinal absoluta e a percentual. 4 cm e 20% 24 cm e 20% 4 cm e 0,2 24 cm e 0,2% 4 cm e 0,2% 8. A chapa retangular está submetida a deformação mostrada pela linha tracejada. Determine a deformação por cisalhamento média ϒxy da chapa. ϒxy = 0,0029 rad ϒxy = 0,29 rad ϒxy = - 0,0029 rad ϒxy = - 0,29 rad ϒxy = - 0,029 rad 2 a Questão Considere uma barra retangular de dimensões 60mm e 25mm respectivamente. Considerando o coeficiente de torção em: 0,250, e a tensão admissível máxima de 40Mpa. Qual é a tensão de torção? 200MPa 1000MPa 375MPa 400MPa 300MPa 3 a Questão A coluna abaixo está submetida a uma força axial de 8kN no seu topo. Supondo que a seção transversal tenha as dimensões apresentadas na figura, determine a tensão normal media que atua sobre a seção a-a. 18,2 MPa 1,08 MPa 11,82 MPa 1,82 MPa 1,82 GPa 1 a Questão Uma barra de cobre AB com 1 m de comprimento é posicionada a temperatura ambiente, com uma folga de 0,20 mm entre a extremidade A e o apoio rígido (vide figura). Calcule a tensão de compressão σ na barra no caso da temperatura subir 50 0 C. (Para o cobre, utilize α = 17 x 10 -6 / 0 C e E = 110 GPa) 35,75 MPa 0 MPa 7,15 MPa 71,5 MPa 3,375 MPa 4 a Questão Uma barra de cobre AB com 1 m de comprimento é posicionada a temperatura ambiente, com uma folga de 0,20 mm entre a extremidade A e o apoio rígido (vide figura). Determine a variação de temperatura para que a folga deixe de existir.. (Para o cobre, utilize α = 17 x 10 -6 / 0 C e E = 110 GPa) 15,7 32,1 5,9 11,8 7,8 5 a Questão Um bloco de 250 mm de comprimento e seção transversal de 40 x 46 mm deve suportar uma força de compressão centrada. O bloco é de bronze (E = 98 GPa). Determine o valor de P de modo que a tensão normal não exceda a 124 MPa e que o encurtamento do bloco seja no máximo 0,12% do comprimento original. 102 kN 228 N 216 kN 228 kN 216 N 6 a Questão A barra abaixo tem diâmetro de 5 mm e está fixa em A. Antes de aplicação a força P, há um gap entre a parede em B' e a barra de 1 mm. Determine as reações em A e B', considerando E = 200 GPa. FA = 36,6kN e FB' = 6,71 Kn FA = 26,6kN e FB' = 6,71 kN FA = 26,6kN e FB' = 3,71 kN FA = 26,6kN e FB' = 5,71 kN FA = 16,6kN e FB' = 6,71 kN 8 a Questão Determine os diagramas de esforço cortante e de momento fletor para a viga. 1 a Questão Um elemento em estado plano de tensões está submetido às tensões indicadas na figura ao lado. Determine a tensão principal de tração 64 MPa 46 MPa -28 MPa -64 MPa 28 MPa 2 a Questão Com o estado de tensão no ponto apresentado abaixo, determine o raio R do círculo de tensões de Mohr. 81,4 N/mm² 81,4 MPa 0,814 MPa 8,14 MPa 814 MPa 3 a Questão Com o estado de tensão no ponto apresentado abaixo, determine as tensões principais e suas orientações. T1 = - 116,4 N/mm² e T2 = - 46,4 N/mm² T1 = 106,4 N/mm² e T2 = - 46,4 N/mm² T1 = - 106,4 N/mm² e T2 = - 46,4 N/mm² T1 = - 116,4 N/mm² e T2 = 46,4 N/mm² T1 = 116,4 N/mm² e T2 = - 46,4 N/mm² 4 a Questão Uma barra de cobre AB com 1 m de comprimento é posicionada a temperatura ambiente, com uma folga de 0,20 mm entre a extremidade A e o apoio rígido (vide figura). Calcule a reação nos apoios se a temperatura sobe 50 0C. (Para o cobre, utilize α = 17 x 10 -6 / 0 C e E = 110 GPa) 20,5 kN 17,5 kN 27,5 kN 22,5 kN 25,2 kN 5 a Questão Um elemento em estado plano de tensões está submetido às tensões indicadas na figura ao lado. Determine a inclinação associada às tensões principais 25,13 graus 21,18 graus 42,36 graus 32,15 graus 55,32 graus 6 a Questão Um elemento em estado plano de tensões está submetido às tensões indicadas na figura ao lado. Determine a tensão principal de compressão -46 MPa 28 MPa 46 MPa -64 MPa -28 MPa 7 a Questão As fibras de uma peça de madeira formam um ângulo de 18 o com a vertical. Para o estado de tensões mostrado, determine a tensão de cisalhamento no plano das fibras. 3,3 MPa -0,91 MPa -3,3 MPa -0,62 MPa 3,92 MPa