Atividade 4 - RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS

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15/03/2021 GRA0991 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS GR2996211 - 202110.ead-14907.01
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Pergunta 1
Resposta Selecionada:  
Resposta Correta:  
Comentário
da resposta:
Uma Estrutura desmontável depende de uma coluna central com 5 metros de
comprimento para suportar uma carga de 600 kN. Sabendo que esta coluna é
construída com um perfil W200x100 de alumínio 6061-T6, e considerando que uma
das extremidades está presa por pinos e outra engastada, determine o fator de
segurança utilizado no projeto desta coluna em relação à flambagem.
  
3,39
3,39
Resposta correta. A alternativa está correta, para a resolução deste problema,
primeiro devemos consultar em tabelas os dados para o alumínio 6061, além das
características do perfil W200x100, devemos determinar o valor de K igual a 0,7
neste caso devido a termos pinos em um lado e engastamento no outro. Após é
necessário utilizar a fórmula de Euler (  2031,7 kN) para
determinar o valor da pressão crítica no material. Lembrando que a fórmula de
Euler é válida quando temos  . Como encontramos a pressão crítica e
sabemos que , basta resolver esta equação e encontrar o fator de
segurança utilizado.
Pergunta 2
Resposta Selecionada:  
Resposta Correta:  
Comentário
da resposta:
Quando se está projetando uma coluna, deve-se levar em consideração a
flambagem. Tendo isso em mente, é importante saber determinar o modo como ela
ocorre e quais são os parâmetros envolvidos para evitá-la. Avalie as afirmações a
seguir sobre flambagem em colunas:
I. Qualquer carga adicional à carga crítica não provocará flambagem de uma
coluna.
II. A carga axial máxima que uma coluna pode suportar quando está para sofrer
flambagem é denominada carga crítica.
III. A flambagem nada mais é do que uma deflexão lateral devido à esforços axiais
aplicados em elementos estruturais compridos e esbeltos.
IV. Para cálculo de uma coluna ideal, considera-se que a mesma é perfeitamente
reta antes da aplicação da carga, feita de material homogêneo e na qual a carga é
aplicada no centróide da seção transversal.
São verdadeiras as afirmações:
  
II,III e IV apenas
II,III e IV apenas
Resposta correta. A alternativa está correta. A carga crítica de flambagem refere-se
a maior carga que a viga suporta antes de flambar, qualquer valor acima desta
carga acarretará na flambagem da viga. A flambagem representa uma deflexão
lateral em uma viga esbelta, isso fica evidente quando imaginamos uma régua
flexível e tentamos comprimir suas extremidades, fazendo isso percebemos que
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ocorre uma deflexão lateral da régua. Uma coluna ideal é uma viga totalmente
reta confeccionada com um material homogêneo e com a carga aplicada no
centróide da sua seção transversal, deste modo temos que este, por ser um caso
ideal, é dificilmente encontrado em aplicações práticas.
Pergunta 3
Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
Comentário
da resposta:
Ao projetar-se uma estrutura com vigas em madeira, deve-se ter em mente que a
maioria das vigas em madeiras são retangulares, visto que são as mais simples de
se fabricar e manusear. Suas dimensões mais comuns para aplicação em
engenharia podem ser encontradas em listas como as da National Forest Products
Association. A respeito das dimensões nominais e reais de vigas fabricadas em
madeira, assinale a alternativa correta.
As dimensões nominais são maiores que as reais, sendo que as dimensões reais
devem ser utilizadas para cálculos de carga.
As dimensões nominais são maiores que as reais, sendo que as dimensões
reais devem ser utilizadas para cálculos de carga.
Resposta correta. A alternativa está correta, o próprio processo de beneficiamento
da madeira bruta torna a dimensão nominal maior que a real, visto que é
necessário uma superfície lisa, livre de torções e marcas de serra. Assim a
dimensão real torna-se menor que a nominal, sendo necessário nesse caso utilizar
as dimensões reais para os cálculos de vigas.
Pergunta 4
Resposta Selecionada:  
Resposta Correta:  
Comentário
da resposta:
Eixos são elementos mecânicos muito utilizados em diversos equipamentos com a
função de transmitir torque. Eixos podem apresentar polias no lugar de
engrenagens sendo que estas polias podem ser tencionadas em diferentes
direções, causando esforços nos apoios em mais de uma dimensão.
A respeito do projeto de eixos observe as seguintes afirmações: 
I. Faz-se necessário desenhar diagramas de momento fletor em dois planos
perpendiculares.
II. Faz-se necessário desenhar o diagrama de torque do eixo.
III. O projeto de um eixo baseia-se em uma tensão de cisalhamento máxima.
IV. A resolução para eixos com polias e com engrenagens apresenta métodos
distintos.
 
É correto o que se afirma em:
I, II e III apenas
I, II e III apenas
Resposta correta. A alternativa está correta. Para o correto projeto de um eixo é
necessário avaliar os carregamentos exercidos pelas polias/engrenagens em dois
planos perpendiculares e através destes planos é possível determinar o momento
interno resultante. Como um eixo transmite torque é essencial conhecermos a
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variação de torque ao longo deste eixo o que é feito através do diagrama de
torque. Assim como uma viga prismática o projeto de um eixo geralmente é
realizado levando em conta valores máximos de tensões. Como tratamos com
esforços e carregamentos é indiferente se estamos tratando com uma polia ou
uma engrenagem.
Pergunta 5
Resposta Selecionada:  
Resposta Correta:  
Comentário
da resposta:
Um elemento de união de aço A-36 é utilizado em uma máquina de estampagem,
este elemento tem seção quadrada de 12,25 mm e 375 mm de comprimento e é
preso por pinos em ambas extremidades. Como a máquina de estampagem tem
cargas ajustáveis, deseja-se determinar qual será a máxima carga que este
elemento pode suportar.
Assinale a alternativa que apresenta qual a carga F este elemento pode suportar,
caso consideremos um coeficiente de segurança de 2 (FS=2).
  
Entre 14 e 13 kN.
Entre 14 e 13 kN.
Resposta correta. A alternativa está correta. Neste caso como temos um elemento
de seção quadrada os momentos de inércia em torno do eixo x e do eixo y serão
iguais (  =0,18766 m 4 
sendo a o lado da seção transversal), deste modo podemos utilizar a equação da
flambagem (  =26,34kN) para determinar a carga crítica no
elemento, conhecendo esta carga basta dividi-la pelo fator de segurança para
obter qual a carga que o elemento pode suportar de acordo com o projeto. É
importante também avaliar se este elemento não sofrerá escoamento, neste caso
a tensão crítica (  ) é inferior a tensão de escoamento ( 
) e portanto não haverá problemas.
Pergunta 6
Um prédio conta em sua fachada com uma bandeira, a qual quando encharcada
exerce uma força de 2 kN na extremidade B. A fim de manter o mastro BC em sua
posição é utilizado um cabo de aço (AB). O mastro será fabricado com um tubo de
aço inoxidável 304 de 5 m de comprimento e diâmetro externo de 1,5 polegadas. O
ângulo formado entre o mastro e o cabo de aço é de 45°. As extremidades do
mastro são apoiadas por pinos.
Assinale a alternativa que apresenta o maior diâmetro interno possível para que
este mastro resista a flambagem.
1 em 1 pontos
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Comentário
da resposta:
 
 Fonte: elaborado pelo autor.
   
35,41 mm
35,41 mm
Resposta correta. A alternativaestá correta. Através de um somatório de
momentos em torno do ponto B determinamos que a força atuando no cabo de
aço F AB 
é igual a 2,83 kN. Neste caso uma componente da força F BA  em x tende a
flambar o mastro, esta força é calculada por relações trigonométricas da força
F BA (P cr=FBAcos45 = 2kN), conhecida a força crítica que fará o elemento
flambar utilizamos a equação da flambagem (  ) para determinar o
momento de inércia do mastro, resolvendo a equação obtemos  
. Através do momento de inércia para tubos
circulares (  ) achamos o diâmetro interno  para que suportar a
bandeira molhada.
Pergunta 7
Resposta
Selecionada:
O dia a dia de um engenheiro projetista é baseado no projeto de equipamentos e
estruturas, é importante para estes profissionais utilizarem certos procedimentos de
análise para padronizar e facilitar seu trabalho. Quando estamos tratando do projeto
de vigas de madeira podemos separar este procedimento em 3 passos principais.
A respeito da análise de vigas assinale a alternativa que apresenta os 3 passos
principais e na ordem correta.
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Resposta
Correta:
Comentário
da resposta:
Determinar o momento fletor e a força cortante máximos; determinar se a viga
resiste ao cisalhamento e determinar se a viga resiste a tensão de flexão
admissível.
Determinar o momento fletor e a força cortante máximos; determinar se a
viga resiste ao cisalhamento e determinar se a viga resiste a tensão de flexão
admissível.
Resposta correta. A alternativa está correta. De modo geral a determinação do
momento fletor e da força cortante máxima é o primeiro passo a ser realizado na
análise de qualquer tipo de viga, uma vez que estes valores são utilizados para os
passos seguinte. Para vigas curtas e com grande carregamento assim como para
vigas de madeira é necessário avaliar a resistência ao cisalhamento antes da
resistência à flexão, uma vez que estas vigas são projetadas inicialmente a fim de
resistir ao cisalhamento.
Pergunta 8
Resposta Selecionada:  
Resposta Correta:  
Comentário
da resposta:
Uma estrutura para apoiar talhas é constituída por uma viga W460x52 de aço A36
engastada na extremidade A e com a extremidade B livre, para o projeto deseja-se
determinar qual será o deslocamento no ponto B. Como requisito de segurança
para o projeto é considerado uma carga pontual na extremidade livre da viga e uma
carga distribuída ao longo de toda a viga conforme ilustrado abaixo.
Assinale a alternativa que apresenta o valor mais próximo para o deslocamento no
ponto B.
 
Fonte: elaborado pelo autor.
4,01 mm
4,01 mm
Resposta correta. A alternativa está correta. A viga em questão pode ser
decomposta obtendo-se uma condição de carga distribuída e uma condição de
carga pontual. Através da tabela de inclinações e deflexões de vigas  (apêndice C -
Resistência dos materiais 7ed - Hibbeler) podemos determinar qual a deflexão em
cada caso, obtendo uma deflexão dada por   para o caso de
carga distribuída e dada por   para o caso de carga
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pontual. Com ambos deslocamentos conhecidos a soma algébrica dos mesmo
dará o deslocamento total da extremidade B da viga, é interessante ressaltar que
na extremidade A não teremos qualquer deslocamento visto que temos um
apoio..
Pergunta 9
Resposta Selecionada:  
Resposta Correta:  
Comentário
da resposta:
A fim de garantir um coeficiente de segurança extra, um projetista projetou uma
viga W360x79 de aço A36 para o suporte de talhas com um apoio extra na
extremidade (rolete), sabe-se que a posição mais crítica da talha é a 1,1 m do início
da viga, portanto a título de projeto foi considerado o esboço ilustrado abaixo.
Determine através do método da superposição qual será a reação de apoio na
extremidade B da viga e assinale a alternativa com o valor desta reação.
 
 Fonte: elaborado pelo autor.
22,87 kN
22,87 kN
Resposta correta. A alternativa está correta. A viga em questão é uma viga
estaticamente indeterminada. O primeiro passo para resolver o apoio
sobressalente é “separar” o apoio redundante das cargas aplicadas. Separando
obtemos, através de tabelas de inclinações e deflexões de vigas (apêndice C -
Resistência dos materiais 7ed - Hibbeler) que o deslocamento apenas do rolete é
dado por  que equivale a uma carga pontual (B), já o
deslocamento devido às forças é dado pela soma de um deslocamento devido a
carga distribuída ( ) e devido a uma carga pontual no centro
da viga ( ). Como a viga não está se deslocando
. 
Pergunta 10
Uma marquise é suportada por 3 vigas de aço de seção quadrada que recebem o
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1 em 1 pontos
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Resposta Correta:  
Comentário
da resposta:
mesmo carregamento, as vigas A e B estão engastadas no chão enquanto a viga C
é suportada por pinos. Na extremidade superior temos que: a viga A é engastada;
as vigas B e C estão acopladas por pinos. Deseja-se saber qual das vigas é mais
suscetível a flambagem.
Assinale a alternativa que apresenta a(s) viga(s) mais suscetível(is) a flambagem.
 
 Fonte: elaborado pelo autor.
   
Viga C
Viga C
Resposta correta. A alternativa está correta. A resolução deste problema pode ser
feito inteiramente de maneira observativa, através da análise da equação da
flambagem e do valor do fator de comprimento equivalente. Como todas as vigas
apresentam as mesmas dimensões e suportam a mesma carga, a única diferença
são os apoios em cada uma, temos que o único fator que influenciará a carga
crítica das colunas antes da flambagem é o fator K. Deste modo temos que quanto
maior for o K menor será a carga crítica. Para as vigas avaliadas a que apresenta o
maior valor de K é a viga C, a qual é suportada por dois pinos e apresenta K=1.