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Um fio com 7 mm de diâmetro e 80 m de comprimento é feito de um aço com módulo de elasticidade E = 200 GPa e limite de
resistência à tração de 500 MPa. Se o fator de segurança desejado for igual a 3,0, determine o correspondente alongamento
desse fio.

Um fio com 7 mm de diâmetro e 80 m de comprimento
módulo de elasticidade E = 200 GPa
limite de resistência à tração de 500 MPa
fator de segurança desejado for igual a 3,0
a. 0,201 m
b. 0,067 m
c. 0,0536 m
d. 0,0335 m
e. 0,134 m
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Aprendendo com Exercícios

há 2 anos

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há 7 meses

Para determinar o alongamento do fio, precisamos usar a fórmula do alongamento em um material elástico, que é dada por: \[ \Delta L = \frac{F \cdot L_0}{A \cdot E} \] onde: - \(\Delta L\) é o alongamento, - \(F\) é a força aplicada, - \(L_0\) é o comprimento original do fio, - \(A\) é a área da seção transversal do fio, - \(E\) é o módulo de elasticidade. 1. Cálculo da área da seção transversal (A): O diâmetro do fio é 7 mm, então o raio \(r\) é 3,5 mm ou 0,0035 m. A área da seção transversal é dada por: \[ A = \pi r^2 = \pi (0,0035)^2 \approx 3,85 \times 10^{-5} \, m^2 \] 2. Cálculo da força (F): O limite de resistência à tração é 500 MPa, e o fator de segurança desejado é 3,0. Portanto, a força máxima que podemos aplicar é: \[ F = \frac{\text{Limite de resistência}}{\text{Fator de segurança}} \cdot A \] \[ F = \frac{500 \times 10^6 \, Pa}{3} \cdot A \approx \frac{500 \times 10^6}{3} \cdot 3,85 \times 10^{-5} \approx 6,42 \times 10^4 \, N \] 3. Cálculo do alongamento (\(\Delta L\)): Agora, substituímos os valores na fórmula do alongamento: \[ \Delta L = \frac{F \cdot L_0}{A \cdot E} \] \[ \Delta L = \frac{6,42 \times 10^4 \cdot 80}{3,85 \times 10^{-5} \cdot 200 \times 10^9} \] \[ \Delta L \approx \frac{5,136 \times 10^6}{7,7 \times 10^4} \approx 0,0667 \, m \] Portanto, o alongamento do fio é aproximadamente 0,067 m. A alternativa correta é: b. 0,067 m.

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há 2 anos

Para determinar o alongamento do fio, podemos utilizar a seguinte fórmula: ΔL = (F * L) / (A * E) Onde: ΔL = alongamento do fio F = força aplicada no fio L = comprimento original do fio A = área da seção transversal do fio E = módulo de elasticidade do material do fio Primeiro, precisamos determinar a área da seção transversal do fio: A = π * (d/2)^2 A = π * (7/2)^2 A = 38,48 mm^2 A = 3,848 x 10^-5 m^2 Agora, podemos determinar a força máxima que o fio pode suportar antes de se romper: F = σ * A F = 500 x 10^6 Pa * 3,848 x 10^-5 m^2 F = 19,24 kN Para determinar a força máxima que podemos aplicar com um fator de segurança de 3,0, basta dividir a força máxima pelo fator de segurança: F' = F / 3,0 F' = 19,24 kN / 3,0 F' = 6,413 kN Agora, podemos determinar o alongamento do fio: ΔL = (F' * L) / (A * E) ΔL = (6,413 x 10^3 N * 80 m) / (3,848 x 10^-5 m^2 * 200 x 10^9 Pa) ΔL = 0,0536 m Portanto, o correspondente alongamento do fio é de 0,0536 m. A alternativa correta é a letra c).

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