04 - Prova 04 - Ciência e Propriedade dos Materiais

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Acadêmico: Antonio Claudio da Rocha Bernardes (2469623)
Disciplina: Ciência e Propriedade dos Materiais (EPR24)
Avaliação: Avaliação Final (Objetiva) - Individual Semipresencial ( Cod.:668767) (peso.:3,00)
Prova: 30876322
Nota da Prova: 10,00
Legenda: Resposta Certa Sua Resposta Errada 
1. Os materiais são classificados em classes de acordo com suas características físico-químicas
e aplicações. Tendo em vista essa classificação e as características específicas de cada
classe, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) Os materiais cerâmicos apresentam como característica principal a presença de
moléculas com elevado peso molecular, o que é um fator determinante para os elevados
valores de densidade aparente observados nesse tipo de material.
( ) Os polímeros, devido à presença de ligações secundárias (fracas), podem ser
processados em temperaturas relativamente baixas (da ordem de 200 °C).
( ) Os materiais compósitos consistem em combinações de componentes de duas ou mais
classes de materiais, buscando dessa forma obter materiais com características que
agreguem propriedades específicas de cada classe.
( ) Os metais apresentam elétrons livres, que são responsáveis pela relativa facilidade de
condução de energia elétrica.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) F - V - V - V.
 b) V - V - F - F.
 c) F - F - F - V.
 d) V - F - V - F.
2. Os plásticos capazes de conduzir calor são uma novidade bastante recente, mas altamente
promissora porque os polímeros são o material de preferência na construção dos aparelhos
eletrônicos, que teimam em esquentar muito. Plásticos são excelentes isolantes, o que
significa que eles aprisionam o calor. No ano de 2017, uma equipe da Universidade de
Michigan mudou a estrutura atômica de um polímero para fazê-lo alcançar uma condutividade
térmica seis vezes maior do que o material original. Agora, Yanfei Xu e seus colegas do MIT
alcançaram uma nova marca: uma condutividade térmica 10 vezes maior. "Nosso polímero
pode conduzir termicamente e remover o calor com muito mais eficiência. Acreditamos que
os polímeros podem se transformar em condutores de calor de última geração para
aplicações avançadas de gerenciamento térmico, como uma alternativa de autorresfriamento
para os gabinetes dos aparelhos eletrônicos", disse a pesquisadora. Se você der um zoom na
microestrutura de um plástico, vai entender facilmente por que o material retém o calor tão
facilmente. No nível microscópico, os polímeros são feitos de longas cadeias de monômeros,
ou unidades moleculares, ligadas ponta com ponta. Essas cadeias são geralmente
emaranhadas como uma bola de espaguete. Os transportadores de calor têm dificuldade em
passar por essa confusão desordenada e tendem a ficar presos dentro dos nós e
aglomerados poliméricos. A equipe já havia conseguido desembaraçar essa bagunça e obter
uma melhor condutividade térmica, mas o material só conseguiu conduzir o calor numa
direção. Agora eles mexeram tanto nas forças intermoleculares, quanto nas forças
intramoleculares, produzindo um politiofeno condutor de calor - este é um polímero
conjugado tipicamente usado em aparelhos eletrônicos. "Nossa reação foi capaz de criar
cadeias rígidas de polímeros, em vez de fios torcidos, semelhantes a um espaguete, em
polímeros normais", disse Xu. As primeiras amostras têm cerca de dois centímetros
quadrados e foram fabricadas em equipamentos de laboratório - câmaras de deposição a
vapor. Antes de ampliá-las e pensar em fabricação industrial, contudo, a equipe está mais
preocupada em compreender em detalhes os caminhos do calor pelo material. Com esse
entendimento, será possível guiar os desenvolvimentos futuros para a obtenção de
resultados mais próximos das aplicações práticas. Com base no exposto, assinale a
alternativa CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=plastico-usado-
eletronicos-agora-conduz-calor&id=010160180410#.W-ISi9VKgdU. Acesso em: 6 nov. 2018.
 a) De acordo com a pesquisa, a principal dificuldade a ser resolvida para viabilizar a
aplicação prática dos resultados experimentais, diz respeito à condutividade térmica ser
aumentada exclusivamente em uma única direção no material.
 b) De acordo com a pesquisa, o material desenvolvido apresenta condução de calor até seis
vezes maior que a do polímero comum.
 c) De acordo com a pesquisa, esses resultados permitem a aplicação prática na substituição
de metais condutores de calor por polímeros condutores de calor, em equipamentos
eletrônicos como celulares e tablets, reduzindo o peso dos equipamentos e o custo final do
produto.
 d) De acordo com a pesquisa, o polímero passa a conduzir dez vezes mais calor quando
comparado ao material comum, devido à alteração no arranjo de suas cadeias: passam de
um arranjo em forma de fios torcidos para um arranjo de cadeias rígidas.
3. Para a seleção de materiais adequados para uma determinada aplicação, vários critérios
devem ser avaliados durante a etapa de projeto. Isso também se aplica em situações em que
se faz necessária uma avaliação para a substituição de materiais em produtos ou
componentes de máquinas, por exemplo. Sobre a seleção de materiais, classifique V para as
sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) Na seleção de materiais é importante considerar não somente o custo do produto
componente, mas também a relação entre custo e desempenho na aplicação.
( ) A regionalização de insumos não se relaciona com a seleção de materiais. O único fator
importante é o atendimento aos requisitos de custo do insumo e desempenho.
( ) Na seleção de materiais, é necessário também avaliar a disponibilidade no mercado das
opções selecionadas: considerações sobre o custo de transporte, prazos de entrega e taxa
de câmbio podem inviabilizar a utilização de certos insumos.
( ) Produtos, peças e componentes de veículos de transporte devem considerar a relação
entre o peso do produto e o seu desempenho. Essa relação tem um impacto direto no
consumo de combustível do veículo ao longo do seu ciclo de vida.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) F - F - V - F.
 b) V - F - V - V.
 c) F - V - F - F.
 d) V - V - F - V.
4. O microscópio eletrônico de varredura (MEV) é um equipamento utilizado para a
caracterização de materiais cerâmicos, polímero e metais. É composto por um conjunto de
lentes eletromagnéticas que colimam um feixe primário de elétrons, que é direcionado para a
amostra. A imagem é formada a partir da análise do produto da interação dos elétrons
primários com a amostra. Para a obtenção da composição química, com a utilização de uma
sonda EDS, são analisados:
 a) Os raios infravermelhos característicos.
 b) Os Raios-X característicos.
 c) Os elétrons gerados pela colisão inelástica.
 d) Os elétrons gerados pela colisão elástica.
5. Um novo material que é tão rígido quanto um metal, mas flexível o suficiente para resistir a
fortes vibrações, promete transformar a indústria automobilística e vários outros setores. O
material possui ao mesmo tempo uma alta rigidez e uma capacidade de amortecimento de
impactos. Essa combinação quase impossível em um único material foi obtida usando folhas
compostas trançadas em 3D a partir de fibras não ligadas entre si. Embora a trama seja
criada como se fosse um material têxtil, os fios são metálicos. Isso permite que o interior do
material se mova e absorva vibrações, enquanto o material circundante permanece rígido. Os
materiais convencionais de amortecimento - a borracha, por exemplo - apresentam uma
rigidez relativamente baixa, enquanto os metais e cerâmicas rígidos têm tipicamente um
amortecimento insignificante. "Aqui, demonstramos que o alto amortecimento e a rigidez
estrutural podem ser obtidos simultaneamente em treliças trançadas em 3D, soldando
apenas juntas selecionadas da treliça, o que resulta em uma estrutura em rede intertravada
para suportar carga, entrelaçada com elementos 'flutuantes' livres para gerar amortecimento",descreveram Ladan Salari Sharif e seus colegas da Universidade de Surrey, no Reino Unido.
Com relação ao exposto, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) O material descrito no texto combina as características de flexibilidade da borracha e a
rigidez gerada pelo entrelaçamento de folhas em um arranjo tridimensional específico.
( ) As folhas do material são entrelaçadas e algumas juntas selecionadas são soldadas,
gerando certo nível de rigidez, combinada com certa mobilidade para absorção de energia
mecânica.
( ) A rigidez do material é diretamente proporcional a sua capacidade de absorver energia,
como aquela gerada por vibrações.
( ) A borracha é um material que apresenta uma baixa rigidez, ou seja, o seu módulo de
elasticidade é baixo, apresentando uma alta capacidade de amortecimento.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=carros-sem-
nenhuma-vibracao&id=010160181016#.W9D4n3tKgdU. Acesso em: 24 out. 2018.
 a) V - V - F - V.
 b) V - F - V - F.
 c) F - F - V - F.
 d) F - V - F - V.
6. A conformação mecânica de materiais metálicos pode ser realizada a quente ou a frio. A
escolha do método dependerá das características do material e do produto a ser fabricado.
Sobre essa técnica de fabricação, analise as seguintes sentenças:
I- Na conformação mecânica a quente, o material é conformado acima da sua temperatura de
recristalização.
II- Na conformação a frio, aplica-se ao material uma tensão mecânica acima do seu limite de
escoamento, enquanto que na conformação a quente essa tensão deve ser superior à tensão
limite de resistência do material.
III- Na conformação a quente, o processo de geração de discordâncias concorre com o
processo de recristalização. Dessa forma, ocorre a inibição do encruamento, o que se traduz
em uma maior capacidade de deformação.
IV- Quando a conformação mecânica é realizada a frio e por etapas de carregamento e
descarregamento da tensão aplicada, cada ciclo de tensão aplicada gera um incremento na
deformação. No entanto, a tensão aplicada a cada ciclo deve ser a mesma.
Agora, assinale a alternativa CORRETA:
 a) As sentenças II e IV estão corretas.
 b) Somente a sentença I está correta.
 c) As sentenças I, II e IV estão corretas.
 d) As sentenças I e III estão corretas.
7. Os materiais metálicos são descritos através de suas estruturas cristalinas, chamadas de
células unitárias. Sobre as células unitárias dos materiais metálicos, assinale a alternativa
CORRETA:
 a) Podemos calcular, através das características geométricas da célula unitária, a resistência
mecânica de um material metálico.
 b) Os materiais metálicos não apresentam cristalinidade. Por esse motivo as suas estruturas
cristalinas são relativamente complexas.
 c) Os materiais metálicos apresentam estrutura cristalina complexa, o que explica a sua
elevada resistência mecânica.
 d) Os materiais metálicos, em sua maioria, apresentam estruturas cristalinas cúbicas, como
CFC e CCC, de elevada simetria.
8. A usinagem consiste em um processo de fabricação em que uma ferramenta entra em
contato com o material a ser usinado, gerando cavaco. Sobre os tipos de materiais
empregados nas ferramentas utilizadas nessa técnica de fabricação, classifique V para as
sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) A utilização de aços rápidos, em substituição aos aços ferramenta, permitiu o aumento
na temperatura de trabalho de 250 ºC para cerca de 600 ºC. 
( ) Ferramentas de nitreto de boro cúbico (CBN) são adequadas para a usinagem de
materiais extremamente duros, como os ferros fundidos coquilhados e aços com tratamento
de endurecimento superficial.
( ) O diamante sintético é utilizado na fabricação de ferramentas de usinagem, sendo
largamente utilizado na usinagem de metais ferrosos.
( ) O metal duro pode ser utilizado na fabricação de ferramentas de usinagem, e consiste
basicamente em um aço com elevado percentual de carbono e temperado.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
 a) V - V - F - F.
 b) F - F - V - F.
 c) F - V - F - V.
 d) V - F - V - V.
9. Através do ensaio de análise química, é possível a obtenção de dados quantitativos dos tipos
de átomos ou óxidos presentes no material analisado. Sobre essa técnica, analise as
sentenças a seguir:
I- O ensaio de análise química pode ser realizado por métodos distintos, porém o resultado
obtido em qualquer dos métodos será sempre o mesmo, e não depende do tipo de material
analisado. 
II- Uma das características que difere os vários tipos de espectrometria utilizados no
processo de análise química diz respeito ao intervalo de comprimento de onda da radiação
emitida ou absorvida que é analisado pelo equipamento.
III- A espectrometria de infravermelho tem como base a interação entre uma radiação
primária de comprimento de onda conhecido com os grupos funcionais de materiais
poliméricos, sendo possível caracterizá-los. 
IV- Para metais ferrosos, como é o caso dos ferros fundidos e aços, a técnica mais
comumente utilizada é a de espectrometria de emissão ótica.
Agora, assinale a alternativa CORRETA:
 a) As sentenças I, II e IV estão corretas.
 b) Somente a sentença I está correta.
 c) Somente a sentença IV está correta.
 d) As sentenças II, III e IV estão corretas.
10.Na seleção de materiais para o cumprimento de requisitos mecânicos, em muitos casos,
torna-se interessante a maximização de outras propriedades, como, por exemplo, o
desenvolvimento de um produto com menor massa. Sobre os aspectos relevantes no
processo de seleção de materiais, analise as sentenças a seguir:
I- Para a aplicação em componentes de automóveis, torna-se interessante a utilização de
material que apresente uma boa relação entre propriedades mecânicas e densidade.
Idealmente, esse componente deve ter a menor massa possível, atendendo aos requisitos
mecânicos.
II- Quanto menor a densidade do material, menores são as forças de ligação e,
consequentemente, menor será a sua resistência mecânica. Portanto, em aplicações que
envolvam tensões mecânicas, deve-se utilizar materiais com elevada densidade, de forma a
garantir o seu desempenho.
III- Os aspectos econômicos relacionados à seleção de um material para aplicação em um
componente em esforço mecânico se resumem ao custo por quilo do material e seu custo de
processamento.
Agora, assinale a alternativa CORRETA:
 a) Somente a sentença II está correta.
 b) As sentenças II e III estão corretas.
 c) Somente a sentença I está correta.
 d) As sentenças I e III estão corretas.
11.(ENADE, 2014) Engenheiros de uma empresa holandesa encontraram uma maneira de fazer
com que elevadores terrestres subam até o topo de edifícios de 1000 metros de altura, pois
os cabos de aço usados nos elevadores atuais só conseguem alçá-los a alturas de,
aproximadamente, 500 metros. Isso será possível com a criação de um novo cabo superleve
e superforte, ou seja, uma espécie de cinta, tecida com fibras de carbono. Em vez dos fios de
aço entrelaçados usados nos cabos de aço comuns, a cinta é formada por quatro fitas de
fibra de carbono seladas em plástico transparente. O plástico é necessário para proteger do
atrito as fibras de carbono e aumentar a vida útil do conjunto. Cada fita tem 4 centímetros de
largura por 4 milímetros de espessura. Elas são parecidas com uma régua escolar flexível.
Esse novo material supera ligeiramente a resistência a tensão do aço, mas pesa sete vezes
menos que o atualmente usado. Assim, a força gasta para sustentar o peso do próprio cabo
passa a ser aplicada para sustentar apenas o elevador, e o consumo de energia dos
elevadores também é cerca de 15% menor do que os anteriores. Tendo em vista a situação
descrita, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) O cabo de fibra de carbono suporta elevadas cargas devido à sua elevada resistência à
tração.
( ) A fibra de carbono torna o cabo bem mais flexível, o que, aliado a sua resistência à
tração, proporcionaa esse material uma vantagem em relação aos cabos de aço
convencionais.
( ) A relação resistência/peso do cabo de fibra de carbono assegura vantagem desse
material com relação aos cabos de aço, pois a economia do peso próprio do cabo pode ser
usada para sustentar o elevador e reduzir o consumo de energia.
( ) Apesar da resistência à tensão ser apenas ligeiramente maior no cabo de fibra de
carbono, a vantagem principal de seu uso é a alta relação resistência/peso.
Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA:
FONTE: Disponível em: <http://www.inovacaotecnologica.com.br>. Acesso em: 27 jul 2014
(adaptado).
 a) V - F - V - V.
 b) F - V - F - V.
 c) F - F - V - V.
 d) F - V - F - F.
12.(ENADE, 2014) No Brasil, é comercializada uma cadeira de rodas de alumínio com peso
aproximado de 12 kg, que representa cerca da metade do peso de uma modelo
convencional. Construída em uma estrutura tubular de uma liga de alumínio aeronáutico,
essa cadeira de rodas possui alta resistência mecânica, além de ter custo reduzido. O
alumínio aeronáutico possui uma combinação única de propriedades que o torna um material
de construção versátil, altamente utilizável e atrativo. Assinale V para VERDADEIRO quando
a propriedade descrita se relaciona com as características do material descrito no texto, e
assinale F para FALSO quando não há correlação entre as propriedades e essas
características:
( ) Alta resistência mecânica e baixa densidade.
( ) Baixa plasticidade e alto ponto de fusão.
( ) Alta dureza a quente e baixa dutilidade.
( ) Alta dureza e alta densidade.
Agora, assinale a alternativa CORRETA:
FONTE: Disponível em: <http://www.hospitalar.com>. Acesso em: 26 jul. 2014. (adaptado)
 a) V - V - F - F.
 b) V - F - F - F.
 c) F - F - V - V.
 d) F - V - F - V.
Prova finalizada com 12 acertos e 0 questões erradas.