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Uma barra de alumínio, de seção quadrada, não deve ter deformação superior a 1,50 mm/m quando submetida a uma força de tração P. Dado que E = 80 GPa para a barra em questão. O engenheiro responsável pelo dimensionamento da barra calculou a carga de tração atuante como sendo P = 300kN. Dessa forma, assinale a alternativa que indica corretamente a análise estrutural e dimensionamento da barra: A dimensão mínima para a seção quadrada da barra é d = 53,9 mm, pois assim a deformação fica abaixo do limite exigido. A seção transversal mais econômica para a barra é 7 x 7 cm. A barra deve ter seção quadrada 5 x 5 cm para suportar o limite de deformação exigido. A área mínima de seção transversal para essa barra deve ser A = 3300 mm². O dimensionamento da barra fica inviável para o limite de deformação exigido.
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MATHEUS SBOMPATO

há 2 semanas

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há 2 semanas

Para resolver essa questão, precisamos usar a relação entre deformação, força, módulo de elasticidade e área da seção transversal. A deformação (ε) é dada pela fórmula: \[ \epsilon = \frac{P}{A \cdot E} \] Onde: - \( P \) é a força aplicada (300 kN = 300.000 N), - \( A \) é a área da seção transversal, - \( E \) é o módulo de elasticidade (80 GPa = 80.000 MPa = 80.000.000 kPa). A deformação máxima permitida é de 1,50 mm/m, que é equivalente a 0,0015 (ou 1,5 x 10^-3). Substituindo na fórmula, temos: \[ 0,0015 = \frac{300.000}{A \cdot 80.000.000} \] Rearranjando para encontrar a área \( A \): \[ A = \frac{300.000}{0,0015 \cdot 80.000.000} \] Calculando: \[ A = \frac{300.000}{120.000} = 2,5 \, \text{m}^2 = 2500 \, \text{cm}^2 = 2500 \, \text{mm}^2 \] Agora, para a seção quadrada, a área \( A \) é dada por \( A = d^2 \), onde \( d \) é a dimensão do lado da seção quadrada. Portanto: \[ d^2 = 2500 \, \text{mm}^2 \implies d = \sqrt{2500} = 50 \, \text{mm} \] Agora, analisando as alternativas: 1. A dimensão mínima para a seção quadrada da barra é d = 53,9 mm, pois assim a deformação fica abaixo do limite exigido. - Não é correta, pois calculamos 50 mm. 2. A seção transversal mais econômica para a barra é 7 x 7 cm. - Isso é 70 mm x 70 mm, que é maior que o necessário. 3. A barra deve ter seção quadrada 5 x 5 cm para suportar o limite de deformação exigido. - Isso é 50 mm x 50 mm, que é o que calculamos. 4. A área mínima de seção transversal para essa barra deve ser A = 3300 mm². - Não é correta, pois calculamos 2500 mm². 5. O dimensionamento da barra fica inviável para o limite de deformação exigido. - Não é correta, pois encontramos uma seção viável. A alternativa correta é: A barra deve ter seção quadrada 5 x 5 cm para suportar o limite de deformação exigido.

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