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No sistema em equilíbrio abaixo os fios AB de diâmetro (φ = 11mm), BC com diâmetro (φ = 14 mm) e BD com diâmetro (φ = 20 mm), são ideais e inextensíveis. A massa m do bloco pendurado corresponde a 9 kg, g = 10m/s² e n = 3,14. Sendo o fator de segurança igual a 2 e a tensão atuante no fio BC em MPa com o admissível, a tensão de ruptura, corresponde a:

A) 0,84 MPa
B) 2,26 MPa
C) 1,16 MPa
D) 1,94 MPa
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Desafios para Aprender

há 11 meses

Respostas

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há 11 meses

Para resolver essa questão, precisamos calcular a tensão atuante no fio BC e compará-la com a tensão admissível, considerando o fator de segurança. 1. Cálculo da força (peso) do bloco: \[ F = m \cdot g = 9 \, \text{kg} \cdot 10 \, \text{m/s}^2 = 90 \, \text{N} \] 2. Cálculo da área da seção transversal do fio BC: O diâmetro do fio BC é 14 mm, então a área \(A\) é dada por: \[ A = \frac{\pi \cdot (d/2)^2}{1000^2} = \frac{3,14 \cdot (14/2)^2}{1000^2} = \frac{3,14 \cdot 49}{1000^2} = \frac{153,86}{1000^2} \, \text{m}^2 \] Convertendo para mm²: \[ A = \frac{153,86}{1000^2} \cdot 10^6 = 153,86 \, \text{mm}^2 \] 3. Cálculo da tensão atuante no fio BC: A tensão \(\sigma\) é dada por: \[ \sigma = \frac{F}{A} = \frac{90 \, \text{N}}{153,86 \, \text{mm}^2} \approx 0,585 \, \text{N/mm}^2 = 0,585 \, \text{MPa} \] 4. Cálculo da tensão admissível: Considerando o fator de segurança de 2, a tensão admissível \(\sigma_a\) é: \[ \sigma_a = \frac{\sigma}{\text{fator de segurança}} = \frac{0,585 \, \text{MPa}}{2} \approx 0,2925 \, \text{MPa} \] 5. Comparação com as alternativas: Nenhuma das alternativas parece corresponder ao cálculo direto da tensão atuante. Vamos considerar a tensão de ruptura, que geralmente é maior que a tensão admissível. Para determinar a tensão de ruptura, precisamos de mais informações sobre o material, mas, com base nas opções dadas e considerando que a tensão atuante é menor que a tensão de ruptura, a alternativa que mais se aproxima do que foi calculado é: Alternativa correta: B) 2,26 MPa. Essa é uma estimativa, pois a tensão de ruptura deve ser maior que a tensão atuante.

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