Atividade 02

Prévia do material em texto

· Pergunta 1
1 em 1 pontos
	
	
	
	Os diagramas apresentam as propriedades mecânicas dos materiais de forma gráfica, facilitando a interpretação dos dados e auxiliando na escolha de materiais conforme a aplicação. Dessa forma, entender e analisar os diagramas facilita na decisão correta quanto à seleção do material adequado para a fabricação do produto.
De acordo com seus conhecimentos a respeito dos diagramas das propriedades dos materiais, analise as afirmativas a seguir:
I. Há diagramas que representam vários materiais e várias propriedades através de um mapa, além de trazer valores de: resistência, densidade e módulo de Young.
II. Através do diagrama de barras do módulo de Young, os tipos de materiais são separados em colunas. Além disso, este tipo de diagrama facilita a visualização das propriedades de cada família de material.
III. No diagrama do módulo de Young pela densidade é possível representar duas propriedades de material no mesmo diagrama e a família dos materiais estão dispostos em colunas verticais.
IV. No diagrama do módulo de Young pela densidade com indicação do material, utilizam-se cores para diferenciar os grupos de materiais apenas conforme a família (metais, polímeros, compósitos etc.) e não de acordo com a classe (EVA, liga de zinco, silicone, madeira etc.).
 É correto o que se afirma em:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
I e II, apenas.
	Resposta Correta:
	 
I e II, apenas.
	Comentário da resposta:
	 Resposta correta. A alternativa está correta, pois o diagrama através do mapa apresenta as propriedades de: resistência, densidade e módulo de Young. No diagrama de barras do módulo de Young, os materiais são separados em colunas a fim de facilitar a visualização das propriedades em função do tipo de material.
	
	
	
· Pergunta 2
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.
	Comentário 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 3
1 em 1 pontos
	
	
	
	Os materiais devem passar por uma série de análises antes de serem selecionados para uma determinada aplicação e, para que isto ocorra, o engenheiro deve atender a diversos critérios que são dispostos sequencialmente a fim de auxiliá-lo na correta seleção do material
Neste sentido, assinale a alternativa que indica os passos ao selecionar um determinado material:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Primeiramente, deve-se listar as restrições e objetivos do projeto e depois realizar uma triagem dos materiais; em seguida, deve-se classificá-los com a capacidade de atender aos requisitos e finalizar com a verificação do histórico de falhas daquele material.
	Resposta Correta:
	 
Primeiramente, deve-se listar as restrições e objetivos do projeto e depois realizar uma triagem dos materiais; em seguida, deve-se classificá-los com a capacidade de atender aos requisitos e finalizar com a verificação do histórico de falhas daquele material.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois se deve saber a aplicação à qual o material estará submetido e, para isso, devem-se criar as restrições (propriedades mecânicas, densidade, custo etc.) e estabelecer os objetivos do projeto. O propósito é realizar uma triagem posterior dos materiais e classificá-los sempre em ordem de prioridades e, por fim, deve-se verificar o histórico daquele determinado material utilizado em projetos anteriores.
	
	
	
· Pergunta 4
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.
	Comentário 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.
	
	
	
· Pergunta 5
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.
	Comentário 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 6
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.
	Comentário 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 7
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.
	Comentário 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 8
1 em 1 pontos
	
	
	
	O projetista mecânico de uma empresa desenvolveu um suporte que deverá ser implantado em um determinado produto. Para isto, um pino foi feito em aço 1020 e um anel foi feito em latão (mostarda). O projetista elaborou o protótipo, mas na hora de testar viu que o diâmetro do pino estava dois décimos de milímetro maior que o diâmetro interno do anel de latão, conforme figura abaixo. Dados:  ;  =  . 
 Figura - Protótipo do pino e anel
Fonte: Elaborada pelo autor.
Assinale a alternativa que indique o melhor a ser feito para que o projetista teste o protótipo:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
O projetista deve aquecer o anel para que ele se dilata, aumentando suas dimensões, inclusive o diâmetro, além de manter o pino na temperatura ambiente.
	Resposta Correta:
	 
O projetista deve aquecer o anel para que ele se dilata, aumentando suas dimensões, inclusive o diâmetro, além de manter o pino na temperatura ambiente.
	Comentário da resposta:
	Resposta correta. A sua resposta está correta, pois como a diferença é de apenas dois décimos de milímetros, o projetista deve aquecer o anel, uma vez que o coeficiente de expansão térmica do latão é maior que o do aço, o que significa que com o aquecimento o anel aumentará suas dimensões, facilitando o encaixe do pino no protótipo.
	
	
	
· Pergunta 9
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.
	Comentário 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 10
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.
	Comentário 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.