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Um arame com diâmetro de 6,3 [mm] é alongado em 70 [mm] quando é aplicado ao mesmo uma carga normal de 5,8 [kN]. Sabe-se que E = 72 [GPa] e R = 255 [MPa]. Determinar o comprimento do arame e o coeficiente de segurança em relação à ruptura?

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Aprendendo com Desafios

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Para resolver essa questão, vamos seguir os passos necessários: 1. Cálculo da área da seção transversal do arame: O diâmetro do arame é 6,3 mm. A área da seção transversal (A) é dada por: \[ A = \frac{\pi \cdot d^2}{4} = \frac{\pi \cdot (6,3 \times 10^{-3})^2}{4} \approx 3,13 \times 10^{-5} \, m^2 \] 2. Cálculo da tensão (σ): A tensão é calculada pela fórmula: \[ \sigma = \frac{F}{A} \] Onde F é a força aplicada (5,8 kN = 5800 N): \[ \sigma = \frac{5800}{3,13 \times 10^{-5}} \approx 1,85 \times 10^{8} \, Pa \, (ou \, 185 \, MPa) \] 3. Cálculo do comprimento do arame (L): O alongamento (ΔL) é dado como 70 mm (0,07 m). Usando a relação de deformação: \[ \Delta L = \frac{L \cdot \sigma}{E} \] Rearranjando para encontrar L: \[ L = \frac{\Delta L \cdot E}{\sigma} = \frac{0,07 \cdot 72 \times 10^{9}}{1,85 \times 10^{8}} \approx 26,5 \, m \] 4. Cálculo do coeficiente de segurança (CS): O coeficiente de segurança é dado por: \[ CS = \frac{\sigma_R}{\sigma} = \frac{255 \, MPa}{185 \, MPa} \approx 1,38 \] Resumindo: - O comprimento do arame é aproximadamente 26,5 m. - O coeficiente de segurança em relação à ruptura é aproximadamente 1,38.

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