Conceitos de Engenharia Mecânica

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A fim de padronizar os cálculos em uma viga, adota-se uma convenção de sinais para definir força cortante e momento fletor positivos e negativos. Embora a escolha seja arbitrária, utiliza-se uma convenção praticada na engenharia, assim fica mais fácil a interação entre diferentes profissionais, visto que todos tenderão a utilizar essa convenção. A respeito da convenção, utilizada nas vigas, assinale a alternativa correta:
		Resposta Selecionada:
	 
Considera-se sinal negativo quando uma carga distribuída age para cima.
	Resposta Correta:
	 
Considera-se sinal negativo quando uma carga distribuída age para cima.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois a convenção, prática de engenharia, aponta as direções positivas nos casos em que a carga distribuída age para baixo na viga, e a força cortante interna provoca rotação em sentido horário no segmento da viga. Todos os carregamentos opostos a estes são considerados negativos.
· Pergunta 2
1 em 1 pontos
	
	
	
	Materiais com alta ductilidade são encontrados com grande frequência em aplicações de engenharia, visto que esses materiais apresentam propriedades muito úteis em diversos setores da indústria e da construção civil. Esses materiais têm a capacidade de responder de maneiras distintas, dependendo de qual a carga aplicada.
Analise as afirmativas e assinale V para a(s) afirmativa(s) verdadeira(s) e F para a(s) afirmativa(s) falsa(s).
I. (  ) Diz-se comportamento plástico quando um material dúctil ao ser solicitado apresentar deformações permanentes.
II. ( ) Um elemento ao sofrer deformações permanentes devido ao carregamento, não retornará à sua condição inicial, devido à inexistência de tensão residual.
III. ( ) Um elemento ao sofrer deformações permanentes devido ao carregamento, não retornará à sua condição inicial, devido à tensão residual existente.
IV. (  ) Diz-se comportamento elástico quando um material dúctil ao ser solicitado apresentar deformações permanentes.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V, F, V, F.
	Resposta Correta:
	 
V, F, V, F.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois os metais, como característica geral, apresentam comportamento elástico (tensão proporcional à deformação) até atingirem a tensão de escoamento. A partir dessa tensão, as deformações serão permanentes. Ainda assim, quando removidos os carregamentos, o material responde elasticamente, porém não retornando ao mesmo ponto inicial, devido ao efeito da tensão residual.
	
	
	
· Pergunta 3
1 em 1 pontos
	
	
	
	Analise a figura a seguir:
 
Fonte: Elaborada pelo autor.
 
Um eixo de aço estrutural A-36 apresenta uma aba de apoio no ponto B, e durante sua operação, o eixo é carregado com as cargas axiais, como foi apresentado na figura acima. Sendo que a área de seção transversal do eixo é de 300 mm² e não há quaisquer mudanças na área, entretanto, o comprimento do eixo está sujeito a alterações devido à compressão/tração. Nesse sentido, assinale a alternativa que determina o deslocamento da extremidade A em relação à extremidade C (alongamento ou encurtamento do eixo) e se o eixo está se alongando ou encurtando:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Deslocamento de 1,67 mm e o eixo está se alongando.
	Resposta Correta:
	 
Deslocamento de 1,67 mm e o eixo está se alongando.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois utilizando o método das seções em cada segmento do eixo, determinou-se o valor dos esforços axiais internos (P AB= -20 kN e P BC= 40 kN). Conhecendo a magnitude dos esforços, considerando que esse valor de esforço e a área da seção transversal são constantes, foi possível determinar o deslocamento final a partir dos deslocamentos em cada região do eixo, isto é, realizando o somatório de deslocamentos, dado por:
  .
	
	
	
· Pergunta 4
1 em 1 pontos
	
	
	
	Um eixo de 0,5 m deve ser projetado para suportar um torque 50 N.m e ter um ângulo de torção inferior a 0,8°. Para isso as seguintes opções de materiais e geometrias são disponíveis: eixos maciços de alumínio 6061-T6 e eixos maciços ou tubos com parede de 5 mm de aço A36 e titânio T1-6A1-4V. Todas as opções de eixos devem ter 25 mm de diâmetro externo devido a exigências de projeto. Nesse sentido, assinale a alternativa que determina qual a melhor opção para esse eixo, sendo que a redução de peso no eixo é um diferencial no projeto:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Eixo vazado (tubo) de aço A36.
	Resposta Correta:
	 
Eixo vazado (tubo) de aço A36.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois para determinar qual a melhor opção de eixo a ser utilizada, primeiramente é necessário determinar quais opções atendem ao requisito de ângulo de torção, para isso primeiro é necessário obter os dados tabelados dos materiais, segundo, é necessário determinar a tensão de cisalhamento máximo no eixo e em seguida o ângulo de torção. Resolvendo para todos os materiais, apenas os eixos de aço A36 atendem a especificação, e como o peso é um diferencial no projeto se opta pelo eixo vazado, por apresentar menor peso.
	
	
	
· Pergunta 5
1 em 1 pontos
	
	
	
	Analise a figura a seguir:
 
 Fonte: Elaborada pelo autor.
 
A fim de garantir maior estabilidade e segurança para a travessia de um rio, um veículo com massa de 850 kg é transportado no centro de uma balsa de largura constante, com 10 m de comprimento e peso por unidade de comprimento de 4 kN/m. Considerando que a água exerce uma carga distribuída uniforme para cima, na parte inferior, determine o momento fletor máximo exercido sobre a balsa. Considerando g = 10 m/s² , assinale a alternativa que apresenta o valor do momento fletor máximo exercido sobre a balsa:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
10,6 kN.
	Resposta Correta:
	 
10,6 kN.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois primeiramente, devemos avaliar a função de cisalhamento, a fim de determinar a força distribuída que a água aplica na balsa ( w). Isso é feito através de um somatório de forças em: y ( ), obtemos que w = 4850 N/m. Posteriormente, é necessário determinar o momento fletor máximo a partir da função de momento fletor, realizando um somatório de momentos para a primeira seção (do início da balsa até o centro dela) :  . Substituindo o valor de x por 5, onde a carga concentrada está aplicada, temos M = 10.625  e N = 10,6 kN.
	
	
	
· Pergunta 6
0 em 1 pontos
	
	
	
	Ao calibrar uma máquina, devemos apertar um parafuso com uma chave soquete. Para apertar o parafuso é aplicada uma força tal que será obtido um momento interno de 200 N.m atuando no cabo da chave. Sabemos ainda que a chave apresenta um cabo de seção circular de aço com diâmetro de 16 mm. Com base no apresentado, assinale a alternativa que determina a tensão de flexão máxima no cabo da chave:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
996 kpa.
	Resposta Correta:
	 
498 Mpa.
	Comentário da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, a tensão de flexão máxima não é a correta. Preste atenção na hora de utilizar a fórmula da flexão ( ). Todas as unidades devem estar de acordo com o SI. Para utilizar a fórmula da flexão, a única incógnita não presente no problema é o momento de inércia (I), o qual é obtido pela fórmula do momento de inércia para seções circulares .
	
	
	
· Pergunta 7
0 em 1 pontos
	
	
	
	A fim de determinar a tensão ou deslocamento em um elemento sujeito a carregamentos complexos, utiliza-se o princípio da superposição. O princípio afirma que é possível determinar a tensão e o deslocamento resultantes em um ponto específico do elemento sem se ter definido a tensão e o deslocamento geral de todo o elemento. Sabendo-se que existem condições básicas que possibilitam a aplicação do princípio, assinale a alternativa que apresenta uma condição para a sua utilização:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
O elemento sempre deverá apresentarsomente uma carga, sem nenhum componente.
	Resposta Correta:
	 
A tensão ou o deslocamento a serem determinados devem ter relação linear com a carga.
	Comentário da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta. Lembre-se de que para utilizar o método da superposição, devemos respeitar duas condições básicas: uma referente à deformação dos elementos sobre a influência de cargas, a outra referente à relação existente entre a tensão, ou o deslocamento, e a carga aplicada. Vale ressaltar que essa relação é uma equação de primeiro grau.
 
	
	
	
· Pergunta 8
0 em 1 pontos
	
	
	
	Uma barra de 10 cm de magnésio Am 1004-T61 é utilizada para determinar a temperatura em um equipamento. Para isso, a barra é posicionada perfeitamente entre dois suportes quando T = 25°C. Um dos suportes é móvel, sendo possível determinar o deslocamento deste através de um micrômetro, assim, conforme a barra muda de temperatura o comprimento dela é mostrado no equipamento e convertido em temperatura. Desconsidere a dilatação térmica dos suportes. Nesse sentido, assinale a alternativa que determina qual a leitura do micrômetro quando a temperatura da barra for de 130°C, sendo que o micrômetro não oferece resistência em relação à expansão da barra:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
338 µm.
	Resposta Correta:
	 
273 µm.
	Comentário da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta. Note que no problema não há quaisquer forças externas atuando na barra, visto que a expansão é não resistida. Lembre-se ainda de que ao utilizar a fórmula para a variação no comprimento, devido à temperatura ( ), devemos utilizar a variação de temperatura e não os extremos. Tome cuidado também ao obter as propriedades tabeladas do material.
	
	
	
· Pergunta 9
0 em 1 pontos
	
	
	
	Em aplicações práticas de engenharia nos deparamos com todos os tipos de carregamentos em torno de uma viga e/ou elemento. Podemos ter carregamentos em torno dos eixos principais da seção transversal ou mesmo carregamentos distintos, que não estejam alinhados aos eixos principais.
Em relação a estes carregamentos, analise as afirmativas e assinale V para a(s) afirmativa(s) verdadeira(s) e F para a(s) afirmativa(s) falsa(s).
I. ( ) Em uma viga que sofre flexão, e o carregamento não ocorre em torno dos eixos principais da seção transversal há uma condição de flexão simétrica.
II. ( ) Em vigas com flexão assimétrica, a flexão pode ser determinada, diretamente por meio da fórmula da flexão.
III. ( ). Em uma viga que sofre flexão, e o carregamento não ocorre em torno dos eixos principais da seção transversal há uma condição de flexão assimétrica.
IV. ( ) Mesmo em vigas assimétricas, é possível determinar a tensão normal resultante em um dado ponto da viga.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V, V, F, F.
	Resposta Correta:
	 
F, F, V, V.
	Comentário da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, quando o carregamento ocorre em torno dos eixos principais da seção transversal há um problema normal de flexão simples. O caso tratado na questão é um caso específico de flexão, que deve ser resolvido com alguns passos auxiliares. Lembre-se de que nesse caso devemos decompor o momento, de modo que se tenha componentes que possam ser resolvidos pela equação de flexão, utilizando o princípio da superposição, uma vez que ocorre um caso sem simetria entre os eixos principais.
	
	
	
· Pergunta 10
0 em 1 pontos
	
	
	
	O eixo ilustrado a seguir é um eixo de transmissão de 4 m de comprimento com diâmetro constante e dividido em 4 seções de 1 m cada. Nesse eixo atuam 5 torques: 50 N.m; 125 N.m; 75 N.m; 25 N.m e 125 N.m respectivamente nos pontos A, B, C, D e E. Ao lado do eixo apresenta-se um esboço do diagrama de torque correspondente (fora de escala) que deve ser preenchido com os valores de torque em cada seção.
Fonte: Elaborada pelo autor.
 
Considerando o apresentado, calcule o diagrama de torque e assinale a alternativa que preenche corretamente os valores do gráfico apresentado:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
AB = 50, BC = 125, CD = -75 e DE = 25.
	Resposta Correta:
	 
AB = 50, BC = 175, CD = 100 e DE = 125.
	Comentário da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois, lembrando o significado físico do diagrama de torque, ele representa os torques internos atuando em cada seção do eixo. É importante também ressaltar a convenção de sinal que deve ser usada para a correta determinação do diagrama, e esta convenção é dada pela regra da mão direita: sendo o torque positivo sempre que o polegar estiver apontando para fora da seção avaliada.