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15) Um corpo de prova cilíndrico feito a partir de uma liga de titânio que possui um módulo de elasticidade de 107 GPa e um diâmetro original de 3,8 mm irá experimentar somente deformação elástica quando uma carga de tração de 2 kN for aplicada. Determine o comprimento máximo do corpo de prova antes da deformação se o alongamento máximo admissível é de 0,42 mm. Resp.: 255 mm

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Exercícios Para o Aprendizado

há 2 anos

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ano passado

Para determinar o comprimento máximo do corpo de prova antes da deformação, podemos usar a relação entre tensão, deformação e o módulo de elasticidade. 1. Cálculo da tensão (σ): \[ \sigma = \frac{F}{A} \] Onde: - \( F = 2 \, \text{kN} = 2000 \, \text{N} \) - \( A = \frac{\pi d^2}{4} \) - \( d = 3,8 \, \text{mm} = 0,0038 \, \text{m} \) Calculando a área: \[ A = \frac{\pi (0,0038)^2}{4} \approx 1,134 \times 10^{-5} \, \text{m}^2 \] Agora, calculando a tensão: \[ \sigma = \frac{2000}{1,134 \times 10^{-5}} \approx 176,000,000 \, \text{Pa} = 176 \, \text{MPa} \] 2. Cálculo da deformação (ε): Usando a relação: \[ \epsilon = \frac{\sigma}{E} \] Onde \( E = 107 \, \text{GPa} = 107 \times 10^9 \, \text{Pa} \): \[ \epsilon = \frac{176 \times 10^6}{107 \times 10^9} \approx 0,001645 \] 3. Cálculo do alongamento (ΔL): O alongamento máximo admissível é de 0,42 mm. Usamos a relação: \[ \Delta L = L_0 \cdot \epsilon \] Onde \( L_0 \) é o comprimento original. Rearranjando para encontrar \( L_0 \): \[ L_0 = \frac{\Delta L}{\epsilon} = \frac{0,00042}{0,001645} \approx 0,255 \, \text{m} = 255 \, \text{mm} \] Portanto, o comprimento máximo do corpo de prova antes da deformação é de 255 mm.

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há 2 anos

Para resolver esse problema, podemos usar a fórmula da deformação elástica, que é dada por: \[ \text{Deformação elástica} = \frac{\text{Força} \times \text{Comprimento original}}{\text{Área} \times \text{Módulo de elasticidade}} \] Primeiro, precisamos encontrar a área da seção transversal do corpo de prova, que é dada por: \[ \text{Área} = \frac{\pi \times \text{Diâmetro}^2}{4} \] Substituindo os valores conhecidos, temos: \[ \text{Área} = \frac{\pi \times (3,8 \, \text{mm})^2}{4} \] \[ \text{Área} \approx 11,34 \, \text{mm}^2 \] Agora, podemos usar a fórmula da deformação elástica para encontrar o comprimento máximo do corpo de prova: \[ 0,42 \, \text{mm} = \frac{2 \, \text{kN} \times \text{Comprimento original}}{11,34 \, \text{mm}^2 \times 107 \times 10^3 \, \text{MPa}} \] Resolvendo para o comprimento original, obtemos: \[ \text{Comprimento original} = \frac{0,42 \, \text{mm} \times 11,34 \, \text{mm}^2 \times 10^3 \, \text{MPa}}{2 \, \text{kN}} \] \[ \text{Comprimento original} \approx 255 \, \text{mm} \] Portanto, o comprimento máximo do corpo de prova antes da deformação é de aproximadamente 255 mm.

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