Atividade Resolvida: Máquinas CNC

Atuando com engenharia mecânica em um novo projeto, foi solicitado que uma peça teste fosse confeccionada para testar o processo de fresamento de uma máquina CNC. Uma sugestão foi dada para a peça que deverá ser confeccionada, conforme imagem abaixo com as cotas em milímetros.

 

 

Para atender à solicitação de teste, apresente corretamente para a imagem da peça indicada:

a)      As cotas deverão ser ajustadas para o fator de escala, que deverá ser a somatória dos dois últimos dígitos do seu RA, e representados os valores originais, o fator e as correções em uma tabela. (Exemplo: Cota = 1, RA = 123456. Neste caso deverá multiplicar 1 x (5+6) = 1 x 11 = 11).

b)      No cabeçalho do programa com o código G deverá ter como comentário o nome completo sem abreviações e o RA.

c)      Deverá inserir na superfície da peça a usinagem em baixo relevo do seu Primeiro Nome e RA. (Exemplo: Fulano Ciclano Fulano de Tal, RA 123456. Deverá ser usinada a inscrição Ciclano 123456).

d)      O código G que será utilizado no CNC (considere o avanço em profundidade de 2mm).

e)      As descrições do que cada comando está realizando no código.

ATIVIDADE RESOLVIDA - MÁQUINAS CNC

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Atividade Resolvida: Cartografia e Monitoramento Ambiental

“A chuva intensa desta quinta-feira (30) deixou as cidades de Ubatuba e Caraguatatuba, no litoral norte do estado de São Paulo, em estado de atenção. Houve alagamentos nos dois municípios e em Ilhabela, ao menos um deslizamento e serviços essenciais prejudicados na região. A rodovia Rio-Santos ficou bloqueada do fim da tarde até as 22h15 em razão de um deslizamento de terra no trecho entre o bairro Perequê Mirim e o Saco da Ribeira, em Ubatuba. [...] A administração municipal alertou os moradores a redobrar a atenção, sobretudo nas áreas de risco de deslizamento [...].”

 

 

Fonte: LITORAL paulista tem deslizamento, alagamentos e serviços afetados pela chuva. CNN Brasil, 30 dez. 2021. Disponível em: https://bit.ly/3ASYMO3. Acesso em: 1 fev. 2022.

Nesse contexto, faça o que se pede a seguir:

a)      Utilize os arquivos MDE_Ubatuba_SP e declividade e o software QGIS para gerar um mapa de declividade do município de Ubatuba/SP, com a classificação do relevo (Plano, Suave Ondulado, Moderadamente Ondulado, Ondulado, Forte Ondulado, Montanhoso, Escarpado). Apresente a captura da tela (tecla Prt Scr) com o mapa de declividade gerado no software QGIS.

b)      Com base no mapa de declividade gerado, avalie a suscetibilidade a deslizamentos de terra do município de Ubatuba/SP. Explique sua avaliação.

 

ATIVIDADE RESOLVIDA - CARTOGRAFIA AMBIENTAL

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Lista Resolvida: MECFLU

Na elaboração dos projetos nas engenharias o engenheiro necessita levar em conta os fenômenos que estão relacionados com fluídos como a viscosidade. Em função das necessidades exigidas pelos projetos, determine o que se pede no experimento sobre viscosímetro de Stokes.

Encontrando a velocidade de escoamento:
Para encontrar a velocidade de escoamento das esferas metálicas é necessário que sejam feitas diversas medidas do tempo de queda entre dois pontos conhecidos.

Essas medidas serão realizadas em tubos contendo água, óleo e glicerina.

PARTE I – Tubo contendo água. Realize o experimento seguindo os procedimentos. Complete a tabela com os resultados observados.

PARTE II – Tubo contendo óleo. Realize o experimento seguindo os procedimentos. Complete a tabela com os resultados observados.

PARTE III – Tubo contendo glicerina. Realize o experimento seguindo os procedimentos. Complete a tabela com os resultados observados.

DETERMINAÇÃO DA VISCOSIDADE

Para o cálculo da viscosidade dinâmica neste experimento considere os seguintes valores:

Raio interno do tubo: 22 mm.

Os valores reais da viscosidade cinemática são:

Tubo contendo água. Determine a velocidade corrigida, viscosidade dinâmica, viscosidade cinemática e o erro percentual relativo. Complete a tabela.

Tubo contendo óleo. Determine a velocidade corrigida, viscosidade dinâmica, viscosidade cinemática e o erro percentual relativo. Complete a tabela.

Tubo contendo glicerina. Determine a velocidade corrigida, viscosidade dinâmica, viscosidade cinemática e o erro percentual relativo. Complete a tabela.

Avaliação dos resultados: Compare os valores encontrados para a viscosidade cinemática de forma experimental com o valor da viscosidade cinemática real. Justifique eventuais diferenças encontradas. 

 

  

LISTA RESOLVIDA - MECFLU

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ATIVIDADE RESOLVIDA DE CÁLCULO NUMÉRICO

O determinante de uma matriz possui várias aplicações atualmente. Utilizamos para verificar se três pontos estão alinhados no plano cartesiano, para calcular áreas de triângulos, para resolução de sistemas lineares, entre outras execuções na matemática. O estudo de determinantes não se limita à matemática, há algumas aplicações na física, como no estudo de campos elétricos.

Calculamos determinantes somente de matrizes quadradas, ou seja, matrizes em que a quantidade de colunas e a quantidade de linhas são iguais. Para calcular o determinante de uma matriz, precisamos analisar a ordem dela, ou seja, se ela é 1x1, 2x2, 3x3 e assim sucessivamente. Quanto maior a sua ordem, mais difícil será encontrar o determinante, no entanto, há métodos importantes realizar o exercício, como a regra de Sarrus, utilizada para calcular-se determinantes de matrizes 3x3.

Toda matriz quadrada possui, associada a ela, um número chamado de determinante da matriz, obtido por meio de operações que envolvem todos os seus elementos. Os determinantes apareceram há cerca de 300 anos (apesar de já existirem esboços do que seriam determinantes na Matemática chinesa de 2000 anos atrás), associada à resolução de equações lineares.

a)    Resolva a equação a seguir (apresente os cálculos):

 

 

 

 

b)    Para que valores de x o determinante da matriz A assume valor positivo (apresente os cálculos)?

c)    Calcular o determinante da matriz B (apresente os cálculos):

 

  

ATIVIDADE RESOLVIDA - CÁLCULO NUMÉRICO

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Atividade Resolvida Dinâmica e Estática Avançadas

 A Dinâmica e a Estática aportam uma série de conceitos imprescindíveis para a solução de inúmeras situações, tais como o desenvolvimento de estruturas e sistemas mecânicos.

Temos na mecânica o conceito da conservação de energia, ou seja, a energia inicial é igual a energia final menos as perdas. Assim, dado um determinado sistema mecânico, podemos calcular os seus atributos em diversos momentos do tempo a partir do princípio da conservação da energia.

A figura a seguir apresenta um conjunto massa-mola ideal, com constante elástica de 5 N/cm e massa de 1,5 kg. A massa é empurrada contra a mola, deslocando-a em 15 cm. Ao ser liberada, a massa desliza pela trajetória indicada.

 

Assim, desconsiderando as forças dissipativas contrárias ao movimento da massa e considerando a aceleração da gravidade igual a 9,8 m/s², pede-se:

1) A identificação das energias nos pontos A, B e C;

2) A velocidade da massa no ponto B, em m/s;

3) A altura máxima “h” atingida pela massa no ponto C, em cm.

 

 

 

 

ATIVIDADE RESOLVIDA - DINÂMICA E ESTÁTICA

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Qual seria a diferença entre uma barra de Ferro com estrutura CFC e outra de CCC?

As estruturas cristalinas são formadas a partir do arranjo ordenado dos átomos de um ou mais elementos, geralmente metálicos, unidos pelas forças de ligação dos átomos. A distância entre os átomos na estrutura é dada pelo equilíbrio da força de atração (covalente, metálica ou iônica) e da força de repulsão (proximidade acentuada dos elétrons livres). Apesar do ordenamento da estrutura ser repetitivo, em determinadas regiões ocorrem falhas ou vazios, o que permite a movimentação da estrutura quando submetido a forças externas. Assim as propriedades dos materiais dependem da força de ligação dos átomos e também da quantidade de falhas ou vazios na estrutura cristalina.

As principais células cristalinas que representam os materiais metálicos são as seguintes: cúbica de corpo centrado, cúbica de face centrada e hexagonal compacta. 

• Na (CCC) existe um átomo em cada vértice de um cubo e um outro átomo no centro do mesmo, esta estrutura pode ser encontrada no tungstênio, tântalo, bário, nióbio, lítio, potássio, vanádio, cromo, etc;
• A (CFC) caracteriza-se por exibir os mesmos átomos nos vértices encontrados nos outros dois arranjos cúbicos e mais 1 átomo em cada face do cubo. Neste caso existe um total de quatro átomos no interior da célula unitária. A estrutura cúbica de face centrada é a estrutura do alumínio, cálcio, níquel, cobre, prata, ouro, platina, chumbo, etc;
  
• A (HC) estrutura hexagonal compacta é formada por dois hexágonos sobrepostos e um plano intermediário de 3 átomos. Nos hexágonos, novamente, existem 6 átomos nos vértices e um outro no centro. O número de átomos que efetivamente encontram-se dentro de uma célula unitária HC é igual a 6. A estrutura HC pode ser observada no berílio, berquélio, magnésio, cádmio, cobalto, etc. 

ALOTROPIA DO FERRO (Figura 1) 

[resposta ao comentário do Gabriel Malfato]

• Na temperatura ambiente, o Ferro têm estrutura CCC, número de coordenação 8, fator de empacotamento de 0,68 e um raio atômico de 1,241Å.
• Na temperatura de 910°C, o Ferro passa para estrutura CFC, número de coordenação 12, fator de empacotamento de 0,74 e um raio atômico de 1,292Å.  
• Finalmente, quando atinge a temperatura de 1394°C o Ferro passa novamente para CCC.
   
   
   

 

Alotropia consiste na alteração da estrutura cristalina devido a variações da temperatura e da pressão. Exemplo de materiais com essa propriedade: Ferro, Titânio e Carbono (Grafite e Diamante). Associando-se alotropia à deformação plástica podemos citar dois processos de conformação que podem ocorrer dependendo do material utilizado: Forjamento e na Laminação a quente. Portanto nestes processos deve-se controlar a temperatura para não ocorrer mudança de estrutura cristalina em uma parte da peça enquanto o restante mantém a estrutura cristalina inicial.