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ORION1

13/07/2023

ATIVIDADE 4 - MECÂNICA E RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS

1ª QUESTÃO Os diagramas de esforços internos representam graficamente os esforços que as estruturas estão submetidas. Os diagramas podem ser uniformes, descontínuos, apresentar comportamento linear ou não, dentre outras características. A respeito das características dos diagramas de esforços internos, observe as seguintes assertivas:
I - Um diagrama de esforço cortante não terá descontinuidade no ponto da aplicação da carga concentrada.
II - Um diagrama de esforço cortante não terá descontinuidade no ponto da aplicação de um momento concentrado.
III - A aplicação de várias cargas concentradas em diagrama de momento fletor com característica linear.
IV - Um diagrama de momento fletor precisa, necessariamente, ter unidade de medida em kN.m.
Assinale a alternativa que contempla as assertivas corretas:

Apenas a I e II estão corretas
Apenas II e III estão corretas
Apenas a I e III estão corretas
Apenas a II, III e IV estão corretas
Apenas a III e a IV estão corretas.
 
2ª QUESTÃO As reações de apoio são determinadas a partir da vinculação da estrutura. Estas vinculações representam a forma como elas estão apoiadas e, por consequência, o grau de mobilidade de cada parte da estrutura. Considerando este contexto, DETERMINE qual é o módulo da reação de apoio na direção do eixo Y no ponto A da barra representada na figura abaixo. 
 
1 kN
14,5 kN
15,5 kN
19 kN
28 kN

3ª QUESTÃO O diagrama de cortante representa visualmente os esforços de cisalhamento aos quais uma barra está submetida. Considerando a estrutura abaixo, CONSTRUA o diagrama de esforço cortante e DETERMINE qual o módulo máximo do esforço cortante sofrido por esta barra.
 
1,0 kN
14,5 kN
15,5 kN
19 kN.m
28 kN
 
4ª QUESTÃO No pré dimensionamento de uma obra necessitou-se de estabelecer um orçamento da quantidade de aço. Para tanto deve-se conhecer o momento fletor máximo dos elementos estruturais. Sendo assim, você engenheiro de produção deve determinar qual o momento fletor máximo desta viga.

39,375 kN.m
3,9375 kN.m
393,75 kN.m
3937,5 kN.m
0,39375 kN.m
 
5ª QUESTÃO As forças externas são todas aquelas que são aplicadas nas estruturas, seja por exercerem função de apoio para outras estruturas ou sobrecargas ou por exercerem a vinculação com a sua base. Estas forças variam entre cargas concentradas, cargas distribuídas e momentos concentrados. Neste contexto, observe as forças externas na estrutura abaixo e ASSINALE a alternativa que conta apenas a(s) correta(s):

 
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ATIVIDADE 4 - FUNDIÇÃO E SOLDAGEM

 1ª QUESTÃO O eletrodo revestido é uma haste que tem um núcleo metálico (alma) de composição, normalmente, semelhante ao do metal base e um revestimento composto por diferentes tipos de materiais, geralmente, óxidos metálicos. Os eletrodos podem ser classificados:
 
Ácido
Básico
Rutílico
Natural
 
Assinale a alternativa que apresenta a classificação dos eletrodos correta:

Apenas I e II estão corretas.
Apenas II e III estão corretas.
Apenas II, III e IV estão corretos.
Apenas I, II e III estão corretas.
I, II, III e IV estão corretas.
 

2ª QUESTÃO Diversos são os processos de soldagem que apresentam diferentes aplicações e características. A respeito dos diferentes processos existentes, leia as afirmações abaixo e assinale a alternativa correta.

O processo SMAW é um processo complexo e com diversos equipamentos. Em consequência disso, o processo é raramente usado em trabalhos de campo.
Para soldagem de chamas com espessuras muito finas recomenda-se a utilização de processos a arco com proteção gasosa.
O processo de soldagem a arco com proteção gasosa, mais conhecido como eletrodo revestido, permite que a soldagem de materiais com espessuras tão finas quanto 0,5 mm.
Na soldagem SMAW não é necessário interromper a soldagem para trocar eletrodo uma vez que a alimentação é contínua.
Nos processos MIG/MAG pelo fato de o eletrodo ser revestido, escória acabam sendo geradas na solda.
 

3ª QUESTÃO Quando a escória fica presa dentro do furo e não flutua na superfície, gera inclusões que degradam a resistência mecânica da junta. Esse tipo de defeito é conhecido como inclusão de escória. Dentre os diferentes motivos causadores de inclusões de escória, estão:
 
A remoção incompleta de escória entre passes.
A distância entre as peças a serem soldadas é muito grande.
Movimento irregular do eletrodo.
Excesso de calor na zona de soldagem. 

Está correto o que se afirma em:

Apenas I e II estão corretas.
Apenas II e III estão corretas.
Apenas III e IV estão corretas.
Apenas I e IV estão corretas.
Apenas I, II e III estão corretas.
 

4ª QUESTÃO O conhecimento da metalurgia de soldagem e útil desde o início da soldagem, em que ocorrem os primeiros problemas de oxidação e captação de nitrogênio, até a operação final, na qual a microestrutura e as propriedades mecânicas resultantes podem depender da taxa de resfriamento de uma alta temperatura. A respeito do ciclo térmico, leia as afirmações abaixo e assinale a alternativa correta.

A temperatura máxima atingida no interior do centro da poca de fusão e chamada de temperatura crítica.
a temperatura mínima necessária para que ocorra uma alteração na microestrutura ou na propriedade do metal base e chamada de temperatura de pico.
O intervalo de tempo ao qual o metal base e submetido a uma temperatura acima da temperatura de pico é chamado de temperatura de permanência.
O ciclo térmico de uma solda permite determinar a velocidade de resfriamento durante o processo de soldagem.
A velocidade de resfriamento pode ser determinada pelo tempo necessário (t1 ? t2) para a solda se resfriar de uma temperatura T1 até uma temperatura T2.
 

5ª QUESTÃO O processo TIG é um procedimento que utiliza tungstênio como eletrodo não consumível. O processo TIG se assemelha ao processo MIG/MAG em alguns aspectos e se diferencia em outros. A respeito dessas características particulares, semelhanças e diferenças, leia as alternativas abaixo e assinale a correta.

O processo TIG não é recomendado para soldagem de ligas nas quais a contaminação por gases atmosféricos é crítica.
O processo TIG não é adequado para a soldagem de chapas finas, pois pode acabar rasgando o material devido à alta dissipação de calor.
A temperatura do arco gerado pelo processo TIG é difícil de ser controlada. Portanto, ele não é indicado para soldar metais com baixo ponto de fusão.
O processo TIG tem como principal vantagem a capacidade de produção de soldas de alta qualidade na grande maioria dos metais, devido à utilização do gás ativo.
Tanto o processo TIG quanto o MIG/MAG geram escória no cordão, aumentando o risco de inclusões.


 
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ATIVIDADE 4 - MÁQUINAS TÉRMICAS

 1ª QUESTÃO “Um ciclo termodinâmico pode ser caracterizado como um ciclo fechado ou aberto. Nos ciclos fechados, o fluido de trabalho retorna ao ponto de partida nas condições iniciais e o ciclo de reinicia, assim como ocorre nas geladeiras. No caso dos ciclos abertos, ao contrário de recircular, o fluido é renovado ao final de cada ciclo. Os motores de automóveis são exemplos de ciclos termodinâmicos abertos, já que ocorre a exaustão e a substituição dos gases de combustão por uma mistura de combustível e ar fresco após cada ciclo. Dessa forma, o motor opera em um ciclo mecânico, mas o fluido de trabalho não completa o ciclo termodinâmico.” Diante do exposto, considere que 10 kg de água escoa em um ciclo termodinâmico fechado. Após uma etapa do ciclo, a corrente se encontra com título de 80% e pressão de saturação de 1MPa. Ao absorver calor do ambiente a pressão constante, a corrente adquire a temperatura de 300 C. Considerando o processo descrito, avalie as alternativas abaixo:

I. Na pressão de saturação de 1MPa e título de 80%, a temperatura da mistura é de aproximadamente 180 C.
II. Na pressão de saturação de 1MPa e título de 80%, a corrente se encontra com entalpia de aproximadamente 2015 kJ.kg .
III. A quantidade de calor absorvido pela corrente foi de 6760 kJ.
IV. Na pressão de saturação de 1MPa e título de 80%, a massa de vapor na mistura é de 2 kg e de líquido 8 kg.
V. Após absorver calor do ambiente, a corrente se torna uma corrente de vapor superaquecido com entalpia de aproximadamente 3051 kJ.kg . É correto o que se afirma em:

I, II e IV, apenas.
I, III e V, apenas.
II, III, IV e V, apenas.
I, III, IV e V, apenas.
I, II, III, IV e V.
 

2ª QUESTÃO O ciclo reversível mais conhecido é o ciclo de Carnot, composto por quatro processos reversíveis, sendo dois isotérmicos e dois adiabáticos. A máquina térmica teórica que funciona segundo o ciclo de Carnot é denominada “máquina térmica de Carnot”. Um exemplo de máquina térmica é um gás confinado em um conjunto pista-cilindro adiabático. Outro exemplo é a alimentação de uma turbina por um vapor produzido em uma caldeira. Considere uma central termelétrica que opera com vapor superaquecido a 450 °C e 8,0 Mpa. O condensador da central rejeita calor de modo que o fluido de trabalho irá sair a 100 C e 100 kPa. A respeito do processo descrito e, assumindo que a central termoelétrica opera segundo o ciclo de Carnot, é correto afirmar que:

A máxima eficiência térmica do ciclo é de aproximadamente 48%.
A fonte fria é o vapor superaquecido e a fonte quente é o condensador.
O fluido de trabalho sai do condensador na forma de líquido sub resfriado.
O máximo rendimento teórico passível de ser obtido é de aprox. 78 %.
O máximo rendimento sempre é obtido, já que os processos reais são reversíveis.
 

3ª QUESTÃO Em grande parte das aplicações industriais a amônia é utilizada como fluido refrigerante, a exemplo do sistema de refrigeração por absorção. No sistema de refrigeração por absorção, o fluido refrigerante mais comum é a amônia devido à baixa temperatura de evaporação da amônia e à sua alta capacidade de troca térmica. Como mencionado, a amônia é bastante utilizada como fluido de trabalho nos sistemas de refrigeração industrial. Em um determinado processo, a amônia entra no trocador de calor 1-1 (U=0,65 kW.m . C ) a uma vazão de 0,5 kg por segundo, a 80 C, 600kPa e com 1630 kJ.kg de energia. Na saída a amônia se encontra a 30 °C, 500 kPa e com entalpia de 1500 kJ.kg de energia. A amônia troca calor com uma corrente de água fria que circula em contracorrente no processo a uma vazão de 2 kg por segundo e entra no trocador a 25 °C. Sabendo que a água possui densidade igual a 1000 kg.m e capacidade calorífica igual a 4,2 kJ.kg .K , avalie as alternativas abaixo:

I. O trocador de calor em questão é um condensador.
II. Em um trocador de calor não há realização de trabalho e as energias cinética e potencial podem ser desprezadas.
III. A troca térmica no trocador de calor é de 65000 W.
IV. A água sai do trocador de calor a aproximadamente 33 C.
V. A área do trocador de calor é de aproximadamente 5,35 m .
É correto o que se afirma em:

 I, II e IV, apenas.
II, III, IV e V, apenas.
I, III e V, apenas.
I, II, IV e V, apenas.
I, II, III, IV e V.
 

4ª QUESTÃO“Nos sistemas abertos existe fluxo de massa pela fronteira que carrega energia consigo, além de calor e trabalho. O fluxo de massa deve obedecer à lei da conservação da massa. O conhecimento da Primeira Lei para sistemas abertos é importante para o estudo de caldeiras, compressores, sistemas de refrigeração e muitas outras aplicações de interesse Equipamentos podem ser considerados sistemas abertos, como as caldeiras a vapor, aquecedores em geral e trocadores de calor. Por sua vez, as máquinas também podem ser tratadas como sistemas abertos, a exemplo das bombas, compressores, turbinas e motores.” Uma caldeira é alimentada com água a 80 °C a 7 atm e deve produzir 2000 kg por hora de vapor saturado a 160 °C e pressão de 6 atm. Sabendo que a água possui densidade igual a 1000 kg.m e capacidade calorífica igual a 4,2 kJ.kg .K , avalie as alternativas abaixo:

I. A vazão de água que alimenta a caldeira é de 2 m por hora.
II. A temperatura de saturação do vapor a 6 atm é de aproximadamente 353 K.
III. A água recebe 187 kW de calor sensível para ser aquecida até o ponto de líquido saturado.
IV. A água recebe 1158 kW de calor latente para ser aquecida do ponto de líquido saturado até o ponto de vapor saturado.
V. A taxa de calor fornecido pela caldeira é de aproximadamente 1345 kW.
É correto o que se afirma em:

I, II e IV, apenas.
II, III, IV e V, apenas.
I, III e V, apenas.
I, III, IV e V, apenas.
I, II, III, IV e V.
 

5ª QUESTÃO Turbina a vapor é um tipo de máquina térmica que produz trabalho a partir da expansão do vapor em seu interior, ou seja, a partir da variação de volume do fluido de trabalho. A turbina de vapor é aplicada em centrais termoelétricas a vapor, sendo alimentada por vapor superaquecido em alta pressão e descarregando vapor saturado em baixa pressão. Uma determinada turbina recebe vapor a 1,75 kg.s , 6 MPa e 3045 kJ.kg , e descarrega o vapor a 90 C e 2660 kJ.kg . Sabendo que a energia cinética e potencial pode ser desprezada e que no processo de expansão a turbina dissipa 30 kW de calor para o meio, avalie as alternativas abaixo:
I. O vapor superaquecido alimenta a turbina a aproximadamente 350 C.
II. A pressão do vapor saturado na descarga da turbina é de aproximadamente 70 kPa.
III. O vapor superaquecido alimenta a turbina a uma vazão de aproximadamente 2,66 m por hora.
IV. Na descarga da turbina o vapor sai a 6,3 toneladas por hora.
V. O trabalho realizado é de aproximadamente 674 kW e está sendo fornecido para a vizinhança.
É correto o que se afirma em:

I, II e IV, apenas.
II, III, IV e V, apenas.
I, III e V, apenas.
I, II, IV e V, apenas.
I, II, III, IV e V.

 
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08/07/2023

QUESTIONÁRIOS - ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO I [RESOLVIDOS]

QUESTIONÁRIO 1

Pergunta 1 O concreto simples pode ser definido como um material composto por aglomerantes, agregados miúdos e graúdos e água, e essa mistura resulta em um material resistente à compressão. Diante dessa definição do concreto, como a argamassa pode ser definida?

Mistura homogênea de agregado miúdo e água.
Mistura homogênea de cimento, agregado graúdo e água.
Mistura homogênea de cimento e água.
Mistura homogênea de agregado miúdo e agregado graúdo.
Mistura homogênea de cimento, agregado miúdo e água.
 
Pergunta 2 O concreto armado combina as qualidades do concreto (durabilidade e boa resistência à compressão) com as do aço (ductilidade e resistência à tração e à compressão elevadas). Qual das alternativas a seguir não representa uma vantagem do concreto armado.

Boa resistência mecânica.
Necessidade de mão de obra muito especializada
Proteção química da barra de aço.
Moldabilidade.
Monolitismo.

Pergunta 3 Conforme a NBR 8681 (2004, p.01) as ações são “causas que provocam o aparecimento de esforços ou deformações nas estruturas''. São ações do tipo acidentais:

Ações inicialmente variáveis e depois permanentes.
Ações cujo valor varia muito durante a vida útil da peça.
Ações com pequenas variações durante a vida útil.
Ações variáveis que atuam nas construções em função de seu uso.
Ações constantes ou com pequenas variações.
 
Pergunta 4  Ao considerar o projeto de uma laje maciça, o projetista deve atentar-se que o peso próprio desse tipo de elemento é resultante de uma composição dos pesos do concreto simples e do aço estrutural. De acordo com NBR 6118 (ABNT, 2014), esse peso específico pode ser considerado de 25 kN/m² para concretos armados convencionais. Tomando esse valor como verdadeiro, o peso próprio para 1m² de uma laje com espessura constante de 10 cm será de:

2,5 kN/m³
35 kN/m²
2,5 kN/m²
75 kN/m³
0,35 kN/m³
 

QUESTIONÁRIO 2

Pergunta 1 No pré-dimensionamento de uma laje, um dos primeiros passos é arbitrar um valor para a altura útil. Diante disso, qual o valor estimado da altura útil (d) de uma laje maciça totalmente engastada em todos os lados? Geometria da laje:

4,2 mm
4,2 cm
21 mm
2,1 mm
42 cm.
 
Pergunta 2 A NBR 6118 (2014) recomenda algumas espessuras mínimas em lajes maciças. A espessura de uma laje em balanço deve ser de no mínimo:

10 cm
7 cm
8 cm
15 cm
12 cm
 
Pergunta 3 As lajes são apoiadas em três tipos de apoio: paredes divisórias, vigas ou pilares, sendo mais comum a vinculação em vigas. No caso onde há continuidade entre duas lajes vizinhas a vinculação da borda será considerada como:

Sem vínculo.
Simplesmente engastada.
Perfeitamente engastada
Elasticamente engastada.
Simplesmente apoiada.
 
Pergunta 4 O cálculo dos esforços solicitantes incidentes em uma laje deve considerar o estabelecimento dos vínculos desse elemento nos apoios, sejam eles pontuais, sejam lineares. Das alternativas a seguir, pode-se dizer que é um tipo de apoio de laje:

Engaste plástico
Apoio duplo
Engaste elástico
Engaste duplo
Apoio plástico


QUESTIONÁRIO 3...

 
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06/07/2023

MAPA – MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA

Durante a disciplina de Materiais de construção mecânica conhecemos diversos materiais e vimos diversas possibilidades de aplicações para estes materiais, o que nos possibilita identificar situações em que os materiais estudados são adequados ou não, situações essas que podem envolver a resistência mecânica do material, ductilidade, resistência à corrosão, entre outras.

Nesta atividade, você é o(a) engenheiro(a) responsável pela manutenção de uma indústria e encontrará alguns cenários em que necessitará aplicar os conhecimentos adquiridos nas disciplinas de ciência dos materiais e na disciplina de materiais de construção mecânica.

Durante o seu turno de trabalho, houve uma falha em uma peça que suportava uma carga de tração, e você será responsável por analisar qual o comportamento do material que falhou e decidir as características de um material para substituí-lo. Como você não tem conhecimento sobre qual material foi utilizado para produção da peça, você decide fazer um corpo de prova para ensaio de tração e então realiza o ensaio. O gráfico que você obtém do material é o seguinte:

    a) Fazendo uma análise do gráfico, esse material seria um material dúctil ou um material frágil? Com relação à escolha de um material para substituir o material que apresentou a falha, qual propriedade você julga que o novo material deve possuir acima ou abaixo do material que falhou, para que esse material tenha uma maior resistência à carga aplicada? Qual é o ponto representado pela letra C?
    b) Devido à implantação de um novo setor, você como engenheiro será responsável pela seleção de elementos de fixação para uma junção que deverá suportar uma carga de tração de 8 ton. Sabendo que cada parafuso a ser utilizado possui um diâmetro útil de 8,5mm de diâmetro, qual a quantidade de parafusos necessárias para suportar a carga? Considere o limite de escoamento do material = 700MPa e utilize um coeficiente de segurança de 3.
    c) Durante uma manutenção preventiva, você notou que um eixo possuí uma trinca, então você decidiu substituí-lo, no entanto, você não pode aumentar o diâmetro (6cm) do eixo devido a limitações de espaço do local, mas deve utilizar um coeficiente de segurança de 5. Seu primeiro passo para dimensionar o eixo foi observar a rotação de trabalho do motor (120rpm) e a potência dele (60CV), dessa forma você conseguiu encontrar o Torque do motor utilizando a fórmula:
Em que P é a potência do motor (em W), T é o torque (em N.m) e a rotação em (rad/s)
Os fabricantes com que você solicitou orçamento garantem as seguintes propriedades para tensão de cisalhamento no material, e você deve escolher entre um destes:
Para este cálculo você deve utilizar a fórmula para cálculo da tensão máxima de torção:
Em que T é o torque (em N.m), r é o raio (em m) e J é o momento de inércia polar (em m ), que em círculos é calculado de acordo com a seguinte fórmula:
Lembrando que você deve utilizar um coeficiente de segurança de 5, neste caso este fator deve ser considerado no torque do eixo (o torque considerado para o cálculo do aço deverá ser 5 vezes maior que o torque encontrado através da fórmula P=T.). Qual ou quais aços dentre os que o fabricante fornece são adequados para a situação? Por quê?
    d) Considerando que estes mesmos equipamentos estivessem sendo usado em regiões litorâneas, você sugeriria alguma mudança na escolha do material?


 
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MAPA – ELETRÔNICA ANALÓGICA [LIBERADO]

Para fazer com que um sinal de áudio possa atingir grandes distâncias é necessário ampliar sua intensidade, tarefa que os amplificadores de áudio realizam com maestria. Existem diversas topologias de circuitos que são amplamente utilizadas para que um sinal de entrada seja elevado várias vezes, na saída de um estágio amplificador. Este acopla o sinal proveniente de uma fonte de baixa intensidade ao estágio de ganho e, posteriormente, acopla-o ao sistema de reprodução de áudio, no caso, alto falantes.

O efeito de amplificação resulta em se aplicar ganho ao sinal de entrada para que o sinal de saída tenha sua amplitude aumentada, ou até mesmo atenuada. No caso dos amplificadores de áudio é comum encontrarmos diversas topologias que diferenciam-se de acordo com o projeto e o propósito do amplificador, assim, um amplificador de áudio utilizado em um smartphone pode ter topologia diferente do

amplificador de áudio de um palco dedicado a um show musical, assim, existem algumas classes de amplificadores, a exemplo das classes A, B, AB e D.
 
Atividade MAPA:

Desenvolver um amplificador de áudio classe AB com transistores bipolares, amplificando um sinal senoidal, apresentando-se:

- os gráficos dos sinais de entrada e saída, com ganho mínimo de 4 vezes e

- o circuito alimentado em 12 Vcc, admitindo sinal de entrada de 500 mV e frequência de 200 Hz.

Sugestão: utilizar o ambiente LTSpice para desenhar o circuito e plotar as curvas.

 
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