A2 - SELEÇÃO DE MATERIAIS MECÂNICOS

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04/09/2021 GRA1000 SELEÇÃO DE MATERIAIS MECÂNICOS GR3043-212-9 - 202120.ead-17782.01
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Pergunta 1
Resposta Selecionada: 
Resposta Correta: 
Comentário
da resposta:
Os materiais que são bons condutores térmicos apresentam arranjo atômico que
tem a capacidade de transferir calor até que todo o objeto entre em equilíbrio
térmico. Além disso, estes bons condutores apresentam alto valor de
condutividade térmica enquanto os materiais isolantes apresentam baixos
valores de condutibilidade térmica.
Neste sentido, sobre a aplicabilidade dos materiais no dia a dia, analise as
afirmativas a seguir:
I. Ao comprar um refrigerante que deve ser resfriado rapidamente e que
contenha a mesma área superficial e volume, é aconselhável optar pelo material
de vidro em vez do de alumínio.
II. As panelas que são utilizadas para cozinhar em sua maioria são feitas de
ferro e alumínio, pois devem possuir uma ótima transmissão de calor entre a
chama do fogo e o alimento a ser preparado.
III. Nos restaurantes, é comum a utilização de isopor para embalar os alimentos
(marmitex), pois este material possui boa condutibilidade térmica e mantém o
alimento aquecido por mais tempo.
IV. Os cabos das panelas utilizadas para cozinhar são feitos de materiais com
baixa condutibilidade térmica, como a madeira e alguns tipos de polímeros.
Está correto o que se afirma em:
II e III, apenas.
II e IV, apenas.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois ao optar por um
refrigerante que resfrie rapidamente deve-se comprar o que é feito de alumínio por
ser metal e possui alta condutibilidade térmica, se comparado ao vidro. Além
disso, o isopor é utilizado em marmitex, por ser um isolante térmico e manter o
alimento aquecido por mais tempo.
Pergunta 2
O coeficiente de expansão linear de um material faz parte da compreensão da
expansão ou contração de um material sólido, que dilata ao ser submetido a um
aumento de temperatura e contrai quando resfriado. Dessa forma, esse
fenômeno está presente em nossos dias em diversas aplicações, principalmente
na área da engenharia.
A respeito dos exemplos do fenômeno do coeficiente de expansão linear, analise
as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s)
Falsa(s). 
I. ( ) Os fios utilizados na transmissão de corrente elétrica são sempre maiores
que a distância entre os postes, pois se fosse utilizado a distância exata os fios
poderiam se romper em dias frios, devido à sua contração.
II. ( ) O termômetro de mercúrio é um exemplo de expansão térmica linear
devido à sua variação de temperatura no termômetro for inversamente
proporcional a dilatação do mercúrio, que favorece a dilatação dentro do tubo
capilar. 
III. ( ) A utilização de juntas de dilatação nos trilhos de trens decorre do fato de o
metal se contrair e dilatar durante as amplitudes térmicas do dia e da noite. 
IV. ( ) Os fios utilizados na transmissão de corrente elétrica são sempre maiores
que a distância entre os postes, pois se fosse utilizado a distância exata os fios
poderiam se romper em dias frios, devido à sua dilatação.
0 em 1 pontos
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Resposta Selecionada: 
Resposta Correta: 
Comentário
da resposta:
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
V, F, V, F.
V, F, V, F.
Resposta correta. A sequência está correta, pois os fios de cobre sofrem
contração em períodos frios e, devido a isto, é necessário aumentar a distância do
fio entre os postes. Além disso, deve-se colocar juntas de dilatação entre os trilhos
de trem devido à dilatação e à contração do metal decorrentes das amplitudes
térmicas ao longo do dia, evitando o empenamento e a fissura do material.
Pergunta 3
Resposta Selecionada: 
Resposta Correta: 
Comentário
da resposta:
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:
I e II, apenas.
I e II, apenas.
 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 4
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 
1 em 1 pontos
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Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
Comentário
da resposta:
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:
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.
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. 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 5
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:
 ; = . 
 
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Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
Comentário
da resposta:
 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:
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.
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. 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 6
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:
1 em 1 pontos
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Resposta Selecionada: 
Resposta Correta: 
Comentário
da resposta:
F, V, V, F.
F, V, V, F.
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 7
Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
Comentário
da resposta:
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:
É necessário compreender a condutividade térmica e saber analisá-la para evitar
falhas por tensões térmicas nos materiais.
É necessário compreender a condutividade térmica e saber analisá-la para
evitar falhas por tensões térmicas nos materiais.
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
Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
O transporte ferroviário é considerado o transporte pioneiro utilizado em viagens
turísticas de massa principalmente pelo fato de ser utilizado como meios de
hospedagens aos turistas. No outono alemão, é comum haver amplitude térmica
de 0ºC a 20ºC durante o dia, sendo que o ferro utilizado nos trilhos possui
 
 
LOHMANN, G.; OLIVEIRA, M. Transporte ferroviário de passageiros turísticos: o
estado da arte. Turismo em Análise , v. 19, n. 1, maio 2018. 
Assinale a alternativa que apresenta a resposta correta para o cálculo realizado:
É possível analisar o que acontece com o 
ΔL (se negativo ou positivo) mesmo sem saber o comprimento inicial, pois esta é
uma relação direta dependente da amplitude de variação térmica e do coeficiente
de expansão linear.
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Comentário
da resposta:
É possível analisar o que acontece com o
ΔL (se negativo ou positivo) mesmo sem saber o comprimento inicial,
pois esta é uma relação direta dependente da amplitude de variação
térmica e do coeficiente de expansão linear.
Resposta correta. A sua resposta está correta, pois ao saber a variação de
temperatura do local a ser estudado, é possível saber se o comprimento sofrerá
contração (valores negativos) ou dilatação (valores positivos) mesmo sem saber o
comprimento inicial, pois a equação apresenta relação direta entre o coeficiente de
expansão linear e a variação de temperatura.
Pergunta 9
Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
Comentário
da resposta:
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:
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.
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. 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.
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Pergunta 10
Resposta
Selecionada:
Resposta
Correta:
Comentário
da resposta:
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 Materiaisno Projeto Mecânico . 4. ed. Campus,
2012.
 Com base no apresentado, analise as alternativas e compare-as, assinalando a
alternativa 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.
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. 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.