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Uma barra AB horizontal de 2 m de comprimento está engastada em duas paredes verticais. Sabendo que a barra é feita de aço com coeficiente de expansão térmica α\alphaα e módulo de elasticidade de 200 GPa. A seção reta é um retângulo de dimensões 200 mm × 100 mm. Se à temperatura ambiente, a barra não está submetida a nenhuma tensão de origem térmica. Caso a temperatura diminua em 30 ºC, qual a tensão que fica submetida?
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Ilza Karla

anteontem

Respostas

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anteontem

Para resolver essa questão, precisamos aplicar a fórmula da tensão térmica em uma barra engastada, que é dada por: \[ \sigma = E \cdot \alpha \cdot \Delta T \] onde: - \(\sigma\) é a tensão térmica, - \(E\) é o módulo de elasticidade (200 GPa = \(200 \times 10^9 \, \text{Pa}\)), - \(\alpha\) é o coeficiente de expansão térmica do aço (aproximadamente \(12 \times 10^{-6} \, \text{°C}^{-1}\)), - \(\Delta T\) é a variação de temperatura (neste caso, -30 °C). Substituindo os valores na fórmula: 1. \(\Delta T = -30 \, \text{°C}\) 2. \(\alpha \approx 12 \times 10^{-6} \, \text{°C}^{-1}\) 3. \(E = 200 \times 10^9 \, \text{Pa}\) Agora, calculando a tensão: \[ \sigma = 200 \times 10^9 \, \text{Pa} \cdot 12 \times 10^{-6} \, \text{°C}^{-1} \cdot (-30 \, \text{°C}) \] \[ \sigma = 200 \times 10^9 \cdot 12 \times 10^{-6} \cdot (-30) \] \[ \sigma = -72000 \, \text{Pa} = -72 \, \text{MPa} \] Portanto, a tensão que a barra fica submetida é de aproximadamente -72 MPa. A tensão negativa indica que a barra está em compressão devido à diminuição da temperatura.

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