3ª avaliação 2021S1

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Faculdade de Tecnologia SENAI CIMATEC 
Engenharia de Materiais 
 
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Disciplina: Ciência dos Materiais 
Docente: Cristiane Leal 
Atividade: 3ª Avaliação Data: 17.06.2021 
Discente:_______________________________________ Assinatura:_________________ 
 
Observações (leia atentamente!): 
 
• O valor máximo para esta avaliação será de 10,0 pontos. 
• Deixe os cálculos apresentados de forma clara e limpa e no espaço destinado à 
resolução; 
• As folhas utilizadas na resolução da prova só terão validade quando, além de assinadas 
pelo discente, estiverem devidamente assinadas pelo docente; 
• Toda a prova pode ser respondida a lápis, porém a resposta final dever ser escrita à 
caneta; 
• Não é permitido o uso de celulares. Por favor, desligue-os! 
 
Formulário 
 
Fórmulas: 
 
Tensão de Engenharia 
 
𝜎 = 
𝐹
𝐴0
 
 
Deformação de Engenharia 
 
∈ = 
𝑙𝑖 − 𝑙𝑜
𝑙0
= 
∆𝑙
𝑙0
 
 
Modulo de Elasticidade (Lei de Hooke) 
 
𝜎 = 𝐸. 𝜖 
 
Resiliência 
𝑈𝑟 = 
1
2
 𝜎𝑦 . 𝜀𝑦 = 
𝜎𝑦
2
2𝐸
 
 
 Alongamento Percentual 
 
 
 
 
 
 
Redução Percentual de Área 
 
 
 
Conversões 
 
1 𝑀𝑃𝑎 = 106 𝑁/𝑚2 
1 m = 103 mm 
 
Coeficiente de Poission 
 
 
 
 
 
E = Modulo de elasticidade 
G = Modulo de cisalhamento 
V = Coeficiente de Poission 
 
Conversões 
1 𝑀𝑃𝑎 = 106 𝑁/𝑚2 
1 m = 103 mm 
 
 
Densidade Planar 
 
 
 
Densidade Linear 
 
 
 
 
 
OBS1: Questões serão zeradas caso as respostas estejam sem unidades ou com unidades 
incorretas, independente dos cálculos feitos corretamente. 
 
OBS2: As questões objetivas só serão consideradas mediante apresentação das 
respectivas memórias cálculo corretas. 
% AL 
𝑫𝑳 =
𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑜 𝑣𝑒𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑖𝑟𝑒çã𝑜 
𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑜 𝑣𝑒𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑖𝑟𝑒çã𝑜
 
𝑫𝑷 =
𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑛𝑜 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑜
á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑜 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑜
 
 
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Engenharia de Materiais 
 
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Questão 01 (Valor 1,0) 
 
Ensaios de tração são muito empregados para a caracterização inicial das propriedades mecânicas de 
materiais estruturais. O engenheiro de controle da qualidade de uma indústria recebeu um novo 
carregamento de dois materiais estruturais e decidiu fazer um ensaio de tração antes de aceitar o 
carregamento. Retirou uma quantidade apropriada de cada material e enviou para o laboratório de ensaios 
mecânicos com o pedido de que assim que terminasse o ensaio fosse informado sobre os valores das 
principais propriedades. O técnico do laboratório realizou o ensaio de tração e apresentou as seguintes 
informações: 
 
• Material A: 525 MPa, 345 MPa e redução de área 32,0% 
• Material B: 1015 MPa, 525 MPa e redução de área 11,0% 
 
I. O material B é mais dútil que o material A, porque apresenta um limite de escoamento de 1015 
MPa e um limite de resistência mecânica de 525 MPa. 
II. O material A é mais dútil que o material B, porque apresenta uma redução de área de 32,0% 
III. O material A apresenta um limite de escoamento de 525 MPa e, portanto, igual ao limite de 
escoamento do material B. 
IV. O material B apresenta um limite de resistência mecânica de 1015 MPa, quase o dobro do limite 
de resistência mecânica do material A, de 525 MPa. 
 
Apesar de os resultados experimentais estarem corretos, o técnico se confundiu na interpretação e 
concluiu corretamente APENAS o que está informado em 
 
(A) I e II 
(B) I e III 
(C) II e III 
(D) II e IV. 
(E) III e IV 
 
Questão 02 (Valor 2,0) 
 
Dois materiais estão sendo considerados para a produção de uma mola. Esses materiais apresentam as 
seguintes propriedades: material X, o limite de elasticidade ocorre para uma deformação de 0,05, e o 
módulo de elasticidade é 100 MPa; material Y, o limite de elasticidade ocorre para uma deformação de 
0,01, e o módulo de elasticidade é 1000 MPa. 
 
Os dois materiais apresentam um comportamento linear-elástico até o limite da elasticidade. 
A mola com a maior capacidade de armazenar energia é a produzida com o material 
 
(A) X, que é capaz de armazenar uma energia de 125.000 N/m2. 
(B) X, que é capaz de armazenar uma energia de 5.000.000 N/m2. 
(C) Y, que é capaz de armazenar uma energia de 10.000.000 N/m2. 
(D) Y, que é capaz de armazenar uma energia de 50.000 N/m2. 
(E) Y, que é capaz de armazenar uma energia de 1.250.000 N/m2. 
 
Questão 03 (Valor 1,0) 
 
A Figura abaixo apresenta uma barra de seção reta quadrada, com lado de 1 cm e comprimento de 10 cm, 
submetida a uma tração de 4800 N. Sabendo-se que a barra possui um módulo de Young de 2,4 GPa e 
um coeficiente de Poisson de 0,5, a variação do comprimento dos lados da seção quadrada causados por 
essa força é de 
 
 
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(OBS: Resposta em %) 
 
(A) - 0,01% 
(B) 0,01% 
(C) – 1% 
(D) 1% 
(E) 0,1% 
 
Questão 04 (Valor 1,0) 
 
O diagrama tensão-deformação de um material dúctil típico apresenta quatro regiões bem caracterizadas, 
conforme ilustrado esquematicamente na figura acima. As regiões indicadas por I, II e IV estão 
relacionadas, respectivamente, a 
 
 
 
 
(A) comportamento elástico, endurecimento por deformação e escoamento. 
(B) comportamento elástico, escoamento e estricção. 
(C) comportamento elástico, endurecimento por deformação e estricção. 
(D) escoamento, estricção e endurecimento por deformação. 
(E) endurecimento por deformação, escoamento e estricção. 
 
Questão 05 (Valor 1,0) 
 
 
 
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A figura acima mostra o diagrama tensão x deformação, típico de um aço, onde são indicados os pontos 
O, P, Q e R. Sendo solicitada por tração até o ponto Q, uma barra desse material apresentará uma 
 
(A) ruptura 
(B) deformação nula se for totalmente descarregada após o carregamento 
(C) deformação residual se for totalmente descarregada após o carregamento 
(D) deformação igual a εQ após totalmente descarregada 
(E) tensão σQ = EεQ, onde E é o módulo de elasticidade do aço 
Questão 06 (Valor 1,0) 
 
No campo da ciência de materiais, defeito ou imperfeição estrutural significa que ocorre uma interrupção, uma 
irregularidade ou um desarranjo na estrutura do material. A presença de imperfeições não implica, 
necessariamente, em um efeito negativo sobre as propriedades. A respeito desse tema, assinale a opção 
incorreta. 
(A) Lacunas são imperfeições no arranjo atômico que, geralmente, estão presentes em materiais metálicos 
e cerâmicos, o que possibilita a difusão atômica, necessária para a maioria dos processos de 
transformação de fase. 
(B) O contorno de grão, imperfeição estrutural tipicamente presente em materiais monocristalinos, 
influencia as propriedades mecânicas do material. Reduzindo-se o tamanho do grão, é possível diminuir o 
limite de resistência do material. 
(C) A deformação plástica de metais, por meio da qual são possíveis diversos processos de conformação 
mecânica, como, por exemplo, a laminação, ocorre por meio do movimento de discordâncias ou de 
deslocações. 
(D) A presença de poros pode — ou não — ser desejável, dependendo da aplicação do material. Poros podem 
ser introduzidos intencionalmente, por exemplo, para reduzir a condutividade térmica de materiais. 
(E) A adição intencional de impurezas em um material, mesmo em pequenas quantidades, pode afetar 
significativamente suas propriedades ópticas e elétricas. 
 
Questão 07 (Valor 2,0) 
 
Um corpo de provas cilíndrico de uma liga de latão, com um comprimento de 60 mm, deve se alongar apenas 10,8 
mm quando uma carga de tração de 50.000 N por aplicada. Sob essas circunstâncias, qual deve ser o raio do corpo 
deprova? Considere que essa liga de latão exibe o comportamento tensão deformação do mostrado na figura 
abaixo: 
 
 
a)5,3 mm 
b)6,2 mm 
 
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c)7,5mm 
d)4,1mm 
e)3,7mm 
 
Questão 8 (Valor 1,0) 
A Figura a seguir representa o diagrama de tensão versus deformação para diferentes materiais poliméricos. 
 
 
 
Assinale a opção que apresenta, respectivamente, o módulo de elasticidade e o nível de deformação de uma das 
curvas do diagrama apresentado. 
 
a) Curva I – alto e grande 
b) Curva II – baixo e grande 
c) Curva III – baixo e pequeno 
d) Curva IV – alto e grande 
e) Curva V – baixo e pequeno