Seleção de Materiais para Projeto

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Teste
	ATIVIDADE 2 (A2)
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
· Pergunta 1
1 em 1 pontos
	
	
	
	Como engenheiro, você deve selecionar um material para um determinado produto com diversas propriedades mecânicas. Sendo assim, o material deve ser resistente ao impacto e não pode estar enferrujado, pois será utilizado para fins cirúrgicos. Além disso, deve ser capaz de resistir a forças cíclicas e possuir fácil processo de fabricação, bem como pouca quantidade de massa por volume para redução de custo do produto.
Neste sentido, assinale a alternativa que apresenta as propriedades dos materiais que devem ser levadas em consideração na sua seleção:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
O material deve ser tenaz, possuir uma ótima resistência à corrosão, ser resistente à fadiga, possuir boa conformabilidade e baixa densidade, respectivamente.
	Resposta Correta:
	 
O material deve ser tenaz, possuir uma ótima resistência à corrosão, ser resistente à fadiga, possuir boa conformabilidade e baixa densidade, respectivamente.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois a tenacidade é propriedade mecânica que possuem os materiais resistentes ao impacto e a resistência à corrosão não deixa o material enferrujar, propriedade presente no aço inoxidável, por exemplo. Além disso, a característica de ser resistente a forças cíclicas é a fadiga. Adicionalmente, o produto deve possuir facilidade na fabricação, ou seja, possuir boa conformabilidade, assim como pouca densidade a fim de reduzir o custo agregado ao produto.
	
	
	
· Pergunta 2
1 em 1 pontos
	
	
	
	Leia o excerto a seguir:
“Junta de dilatação é um dos elementos que compõem a superestrutura a superestrutura das pontes e viadutos rodoviários, esta apresenta espaço a ser ou não preenchido por material elástico, que possui a função de absorver os movimentos provocados por dilatações e retrações dos materiais envolventes. São aplicadas em diversas obras da construção civil.”
CAMPOS, I. Estudo de juntas de dilatação em pontes e viadutos, e suas melhorias na aplicação e uso . In : SIMPÓSIO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA, DIDÁTICA E DE AÇÕES SOCIAIS DE EXTENSÃO DA FEI, 9., 2019, São Bernardo do Campo. Anais [...]. São Bernardo do Campo: Faculdade de Engenharia Industrial, 2016. p. 1.
 
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. O fenômeno discutido no trecho acima diz respeito à dilatação e contração que os materiais sofrem quando submetidos a variações de temperaturas.
Pois:
II. A expansão térmica descreve a habilidade dos materiais em transferir energia térmica após um estímulo externo de variação de temperatura.
A seguir, assinale a alternativa correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
	Resposta Correta:
	 
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a asserção I é verdadeira, já que o fenômeno discutido no excerto refere-se à dilatação e contração dos materiais quando submetidos a variações de temperaturas. A asserção II é falsa, pois a expansão térmica é um conceito de analisar através de um gráfico a energia potencial em função da separação interatômica do interior do material.
	
	
	
· Pergunta 3
1 em 1 pontos
	
	
	
	O diagrama de Ashby é uma ferramenta muito importante para auxiliar na seleção adequada do material em projetos, pois nele mostra a relação do módulo de elasticidade (Módulo de Young [GPa]) dos materiais em função da densidade (ver figura abaixo). Para um projeto, você deve selecionar um material com elevados valores no módulo de elasticidade e densidade abaixo de 10.000  .
Figura - Diagrama E - p
demonstrando as famílias de materiais e seus respectivos envelopes.
Fonte: Ashby (2012, p. 54).
ASHBY, M. F. Seleção de Materiais no Projeto Mecânico . 4. ed. Campus, 2012.
Neste sentido, assinale a alternativa que indica qual é o melhor material a ser selecionado para o projeto:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Para atender aos requisitos do projeto você selecionaria um material metálico ou cerâmico que possuam densidade menor do que 10,000 . Portanto, deve-se sempre levar em consideração, como critério de desempate, o material mais barato.
	Resposta Correta:
	 
Para atender aos requisitos do projeto você selecionaria um material metálico ou cerâmico que possuam densidade menor do que 10,000 . Portanto, deve-se sempre levar em consideração, como critério de desempate, o material mais barato.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois graficamente falando alguns materiais cerâmicos e metálicos atendem ao requisito de possuir elevados valores no módulo de elasticidade e densidade menor do que 10,000 , além disso, para casos em que ocorra empate, deve-se sempre optar por selecionar o material com o menor custo possível.
	
	
	
· Pergunta 4
1 em 1 pontos
	
	
	
	Em algumas aplicações de projetos envolvendo “calor” faz-se necessário o conhecimento prévio das propriedades térmicas dos materiais, isto é, como eles se comportam conforme estímulos externos de mudança de temperatura. Devido a isso, a condutividade térmica se torna bastante requerida na pré-seleção do material, pois através dela é possível identificar se o material pode ou não ser selecionado.
Neste sentido, assinale a alternativa que está conforme os conceitos relacionados à condutividade térmica:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
É necessário compreender a condutividade térmica e saber analisá-la para evitar falhas por tensões térmicas nos materiais.
	Resposta Correta:
	 
É necessário compreender a condutividade térmica e saber analisá-la para evitar falhas por tensões térmicas nos materiais.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois conhecer e saber avaliar a condutividade térmica dos materiais torna-se imprescindível ao selecionar determinado material, pois as tensões térmicas estão presentes em diversas aplicações como no caso dos trilhos de trem que sofrem dilatação e contração, gerando tensões no interior do material que podem resultar em uma deformação plástica indesejável ou uma ruptura.
	
	
	
· Pergunta 5
1 em 1 pontos
	
	
	
	Nas pontes e viadutos, é comum a utilização das juntas de dilatação (ver figura abaixo), devido ao tráfego de veículos que faz com que as estruturas de concreto se movimentam e acabam se chocando. Tais juntas também são utilizadas para controlar a dilatação térmica que o concreto sofre a fim de evitar trincas e fissuras, que ocasiona acidentes.
Figura - Junta de dilatação
Fonte: Michiel1972 / Wikimedia Commons.
 
Com base no apresentado, assinale a alternativa que melhor representa o fenômeno descrito acima:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Dentre outras aplicações, a utilização de juntas de dilatação deve-se ao fenômeno de expansão linear que corresponde à habilidade do material se dilatar e contrair e assim evitar o aparecimento de trincas e fissuras.
	Resposta Correta:
	 
Dentre outras aplicações, a utilização de juntas de dilatação deve-se ao fenômeno de expansão linear que corresponde à habilidade do material se dilatar e contrair e assim evitar o aparecimento de trincas e fissuras.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois a junta de dilatação é utilizada para controlar o fenômeno de expansão linear térmica a fim de evitar os efeitos da dilatação e contração do concreto e evitar que o concreto acumule tensões térmicas e se rompa. A junta de dilatação é muito utilizada em linhas férreas.
	
	
	
· Pergunta 6
1 em 1 pontos
	
	
	
	O coeficiente de expansão linear de um material faz parte da compreensão da expansão ou contração de um material sólido, que dilata ao ser submetido a um aumento de temperatura e contrai quando resfriado. Dessa forma, esse fenômeno está presente em nossos dias em diversas aplicações, principalmente na área da engenharia.A respeito dos exemplos do fenômeno do coeficiente de expansão linear, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
I. ( ) Os fios utilizados na transmissão de corrente elétrica são sempre maiores que a distância entre os postes, pois se fosse utilizado a distância exata os fios poderiam se romper em dias frios, devido à sua contração.
II. ( ) O termômetro de mercúrio é um exemplo de expansão térmica linear devido à sua variação de temperatura no termômetro for inversamente proporcional a dilatação do mercúrio, que favorece a dilatação dentro do tubo capilar.
III. ( ) A utilização de juntas de dilatação nos trilhos de trens decorre do fato de o metal se contrair e dilatar durante as amplitudes térmicas do dia e da noite.
IV. ( ) Os fios  utilizados na transmissão de corrente elétrica são sempre maiores que a distância entre os postes, pois se fosse utilizado a distância exata os fios poderiam se romper em dias frios, devido à sua dilatação.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V, F, V, F.
	Resposta Correta:
	 
V, F, V, F.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sequência está correta, pois os fios de cobre sofrem contração em períodos frios e, devido a isto, é necessário aumentar a distância do fio entre os postes. Além disso, deve-se colocar juntas de dilatação entre os trilhos de trem devido à dilatação e à contração do metal decorrentes das amplitudes térmicas ao longo do dia, evitando o empenamento e a fissura do material.
	
	
	
· Pergunta 7
1 em 1 pontos
	
	
	
	A condutividade térmica é uma característica importante e deve ser levada em consideração ao selecionar um determinado material. O nosso dia a dia está cercado de materiais com diversas aplicabilidades envolvendo o calor, isto é, podemos utilizar materiais que apresentam facilidade na transferência de calor e outros que possuem dificuldade na sua transmissão. A tabela abaixo apresenta a condutividade térmica de alguns materiais.
 
Tabela 1 - Materiais e suas propriedades térmicas
	Material
	Condutividade térmica [W/m. K]
	Cobre
	398
	Nylon 6,6
	0,24
	Ouro
	315
	Polipropileno
	0,12
Fonte: Adaptada de Callister (2018).
CALLISTER JUNIOR, W. D.; RETHWISCH, D. G. Ciência e engenharia de materiais : uma introdução. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa que está de acordo com os conceitos da condutividade térmica dos materiais:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
O fenômeno da condução de calor nos materiais sólidos ocorre através do transporte do calor pelos elétrons livres, razão pela qual nos metais puros a condutividade térmica é mais elevada em comparação com materiais não metálicos.
	Resposta Correta:
	 
O fenômeno da condução de calor nos materiais sólidos ocorre através do transporte do calor pelos elétrons livres, razão pela qual nos metais puros a condutividade térmica é mais elevada em comparação com materiais não metálicos.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois os elétrons livres são responsáveis pela rápida transmissão de calor presente nos metais, enquanto nos materiais não metálicos o número de elétrons livres é menor e isto acaba dificultando a propagação de calor pelo material.
	
	
	
· Pergunta 8
1 em 1 pontos
	
	
	
	O módulo de Young (módulo de elasticidade) é uma propriedade mecânica que mede a rigidez de um material sólido, procedimento muito importante na seleção de materiais para projetos. Os materiais utilizados na indústria aeronáutica em sua maioria devem ser leves e possuir excelentes propriedades mecânicas. A figura abaixo expõe a relação entre o módulo de elasticidade e a densidade de diferentes tipos de materiais.
Figura - Diagrama do módulo de Young pela densidade com indicação do material
Fonte: Ashby (2012, p. 55).
ASHBY, M. F. Seleção de Materiais no Projeto Mecânico . 4. ed. Campus, 2012.
Com base no apresentado, analise as alternativas e compare-as, assinalando a alternativa correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Pode-se utilizar ligas de alumínio para aplicações aeronáuticas devido a seu alto módulo de elasticidade e baixa densidade em comparação com os demais metais.
	Resposta Correta:
	 
Pode-se utilizar ligas de alumínio para aplicações aeronáuticas devido a seu alto módulo de elasticidade e baixa densidade em comparação com os demais metais.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois as ligas de alumínio possuem excelentes propriedades mecânicas, principalmente resistência à fadiga, que se caracteriza por forças cíclicas devido à diferença de pressão no avião. Além disso, as ligas de alumínio possuem baixa densidade quando comparadas aos demais metais, sendo ideal o seu uso para fins aeronáuticos.
	
	
	
· Pergunta 9
1 em 1 pontos
	
	
	
	Uma garrafa de vidro e uma lata de alumínio que possuem 600 mL são mantidas em um refrigerador por duas horas com o objetivo de observar qual dos dois líquidos ficará mais frio. Ao retirá-las do refrigerador com as mãos a temperatura de 30ºC, tem-se a sensação de que a lata de suco está mais fria que a garrafa.
 Assinale a alternativa que melhor justifica o fenômeno acima:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
 O fato pode ser explicado pelo conceito de condutividade térmica, ou seja, o alumínio do qual é constituído a lata possui maior condutividade térmica que o vidro, de que por sua vez é feito a garrafa, razão pela qual sente-se a lata mais fria nas mãos.
	Resposta Correta:
	 
 O fato pode ser explicado pelo conceito de condutividade térmica, ou seja, o alumínio do qual é constituído a lata possui maior condutividade térmica que o vidro, de que por sua vez é feito a garrafa, razão pela qual sente-se a lata mais fria nas mãos.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois a condutividade térmica pode ser explicada pela transmissão de calor, sempre do meio mais quente para o meio mais frio. Vale notar que a condutividade térmica do alumínio corresponde à aproximadamente 204 [W/m.K], enquanto a do vidro é de cerca de 0.8 [W/m.K]. Em razão desses valores, o calor é retirado mais rapidamente da lata, o que confere, ao líquido, temperaturas menores quando comparado ao conteúdo da garrafa.
	
	
	
· Pergunta 10
1 em 1 pontos
	
	
	
	O conhecimento sobre as propriedades dos materiais se torna fundamental para a seleção correta do material em determinada aplicação. Assim, as propriedades dos materiais podem ser físicas, térmicas, elétricas, de fabricação, químicas, magnéticas, ópticas e mecânicas.
 
A respeito das propriedades dos materiais, analise as afirmativas a seguir e assinale V
para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
I.( ) A expansão térmica, condutividade elétrica e resistividade são exemplos de propriedades elétricas dos materiais.
II.( ) A conformabilidade e a usinabilidade fazem parte das propriedades de fabricação de um determinado material.
III.( ) Dentre as propriedades mecânicas dos materiais, pode-se citar a resistência à tração e à compressão.
IV.( ) A tensão de ruptura, o módulo de Young e a densidade dizem respeito às propriedades físicas do material.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
F, V, V, F.
	Resposta Correta:
	 
F, V, V, F.
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A sequência está correta, pois a expansão térmica, como o nome sugere, é uma propriedade térmica do material e a tensão de ruptura, o módulo de Young, a resistência à tração e à compressão são propriedades mecânicas. Além disso, a conformabilidade e a usinabilidade fazem parte do grupo de propriedades de fabricação e conferem a capacidade do material de se conformar nos processos de fabricação bem como de ser usinado, respectivamente.