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O conjunto é composto por um parafuso de aço (Eaço=210GPa��ç�=210���) e um tubo de bronze (Elat=103GPa����=103���). A porca é apertada de modo que ...

O conjunto é composto por um parafuso de aço (Eaço=210GPa��ç�=210���) e um tubo de bronze (Elat=103GPa����=103���). A porca é apertada de modo que se desloque 0,05 mm. O parafuso tem diâmetro de 5 mm, e o tubo tem raio interno de 7 mm e raio externo de 10 mm. Se o comprimento, antes do aperto, for de 100mm, determine a força aplicada no parafuso (arredonde para o inteiro mais próximo).


a) 1650 N
b) 1035 N
c) 1025 N
d) 1021 N
e) 1041 N

Respostas

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Para determinar a força aplicada no parafuso, podemos utilizar a fórmula da Lei de Hooke, que relaciona a força aplicada (F) com a deformação (ΔL) e a constante elástica (k) do material: F = k * ΔL No caso, a deformação é dada pelo deslocamento da porca, que é de 0,05 mm. Precisamos encontrar a constante elástica do conjunto parafuso-tubo para calcular a força. A constante elástica (k) pode ser calculada utilizando os módulos de elasticidade dos materiais e as áreas de seção transversal do parafuso e do tubo. No entanto, para esse cálculo, precisamos converter as unidades de medida corretamente. O módulo de elasticidade do aço (Eaço) é dado como 210 GPa, que é equivalente a 210 * 10^9 N/m². O módulo de elasticidade do bronze (Elat) é dado como 103 GPa, que é equivalente a 103 * 10^9 N/m². A área de seção transversal do parafuso (Aparafuso) pode ser calculada utilizando o diâmetro (d) do parafuso: Aparafuso = π * (d/2)² Substituindo os valores, temos: Aparafuso = π * (5/2)² Aparafuso = π * (25/4) Aparafuso ≈ 19,63 mm² A área de seção transversal do tubo (Atubo) pode ser calculada utilizando os raios interno (Rint) e externo (Rext) do tubo: Atubo = π * (Rext² - Rint²) Substituindo os valores, temos: Atubo = π * ((10)² - (7)²) Atubo = π * (100 - 49) Atubo = π * 51 Atubo ≈ 160,17 mm² Agora, podemos calcular a constante elástica (k) do conjunto: k = (Eaço * Aparafuso + Elat * Atubo) / (Aparafuso + Atubo) Substituindo os valores, temos: k = (210 * 10^9 * 19,63 * 10^-6 + 103 * 10^9 * 160,17 * 10^-6) / (19,63 * 10^-6 + 160,17 * 10^-6) k = (4,1263 * 10^3 + 16,79151 * 10^3) / (0,01963 + 0,16017) k = 20,91781 * 10^3 / 0,1798 k ≈ 116,07 * 10^3 N/m Agora, podemos calcular a força aplicada (F) utilizando a fórmula da Lei de Hooke: F = k * ΔL Substituindo os valores, temos: F = 116,07 * 10^3 * 0,05 * 10^-3 F ≈ 5,8035 N Arredondando para o inteiro mais próximo, a força aplicada no parafuso é de aproximadamente 6 N. Portanto, nenhuma das alternativas fornecidas corresponde à resposta correta.

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