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6)Um bastão cilíndrico de aço (E=207GPa) que possui um limite de escoamento de 310MPa deve ser submetido a uma carga de 11100N. Se o comprimento do bastão é de 500mm, qual deve ser o seu diâmetro para permitir um alongamento de 0,38mm?

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Aprendendo com Desafios

ano passado

Respostas

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há 6 meses

Para resolver essa questão, podemos usar a fórmula da deformação elástica e a relação entre tensão, força e área. Vamos seguir os passos: 1. Cálculo da tensão (σ): \[ \sigma = \frac{F}{A} \] onde \( F = 11100 \, N \) e \( A = \frac{\pi d^2}{4} \). 2. Cálculo da deformação (ε): \[ \epsilon = \frac{\Delta L}{L_0} \] onde \( \Delta L = 0,38 \, mm = 0,00038 \, m \) e \( L_0 = 500 \, mm = 0,5 \, m \). 3. Relação entre tensão e deformação: \[ \sigma = E \cdot \epsilon \] onde \( E = 207 \, GPa = 207 \times 10^9 \, Pa \). 4. Substituindo os valores: \[ \epsilon = \frac{0,00038}{0,5} = 0,00076 \] \[ \sigma = 207 \times 10^9 \cdot 0,00076 = 157,32 \, MPa \] 5. Igualando a tensão: \[ \frac{11100}{\frac{\pi d^2}{4}} = 157,32 \times 10^6 \] 6. Resolvendo para o diâmetro (d): \[ 11100 = 157,32 \times 10^6 \cdot \frac{\pi d^2}{4} \] \[ d^2 = \frac{11100 \cdot 4}{157,32 \times 10^6 \cdot \pi} \] \[ d^2 \approx 0,000089 \] \[ d \approx 0,00943 \, m = 9,43 \, mm \] Portanto, o diâmetro do bastão cilíndrico de aço deve ser aproximadamente 9,43 mm para permitir um alongamento de 0,38 mm.

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ano passado

Para determinar o diâmetro do bastão cilíndrico de aço que permitirá um alongamento de 0,38mm sob uma carga de 11100N, podemos utilizar a fórmula da deformação elástica: \[ \delta = \frac{F \cdot L}{A \cdot E} \] Onde: \[ \delta = 0,38mm = 0,00038m \] (alongamento desejado) \[ F = 11100N \] (carga aplicada) \[ L = 500mm = 0,5m \] (comprimento do bastão) \[ E = 207GPa = 207 \times 10^9 Pa \] (módulo de elasticidade do aço) Para encontrar a área transversal (\( A \)) do bastão, podemos utilizar a fórmula da área da seção transversal de um cilindro: \[ A = \frac{\pi \cdot D^2}{4} \] Onde: \[ D \] é o diâmetro do bastão que queremos encontrar. Substituindo os valores na equação da deformação elástica, temos: \[ 0,00038 = \frac{11100 \times 0,5}{\frac{\pi \times D^2}{4} \times 207 \times 10^9} \] Simplificando a equação e resolvendo para \( D \), você poderá encontrar o diâmetro necessário do bastão de aço para permitir o alongamento desejado.

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