Princípios da Dinâmica - Petrobrás Aula 2

Princípio Fundamental da Dinâmica: 2ª Lei de Newton

Newton conseguiu estabelecer, com sua 1ª lei, a relação entre força e movimento. Entretanto, ele mesmo percebeu que apenas essa lei não era suficiente, pois exprimia somente uma relação qualitativa entre força e movimento: a força altera o estado de movimento de um corpo. 

Mas, com que intensidade? 
Como podemos relacionar matematicamente as grandezas envolvidas? 

Nessa 2º lei, o princípio fundamental da dinâmica, ou 2º princípio, as idéias centrais são as mesmas do 1º princípio, só que formalizadas agora com o auxílio de uma expressão matemática, como segue: F=m.a 

A resultante das forças que atuam sobre um corpo de massa m comunica ao mesmo uma aceleração resultante , na mesma direção e sentido . Esse resultado era de se esperar, já que, como foi visto, uma força , ao atuar sobre um corpo, alterava sua velocidade . Se modifica sua velocidade, está transmitindo ao corpo uma determinada aceleração . Da segunda lei podemos relacionar a força resultante e a aceleração adquirida pelo corpo. 

Como já foi visto em cinemática, qualquer corpo próximo à superfície da Terra é atraído por ela e adquire uma aceleração cujo valor independe da massa do corpo em questão, denominada aceleração da gravidade g. Se o corpo adquire uma certa aceleração, isso significa que sobre o mesmo atuou uma força. No caso, diremos que a Terra atrai o corpo e chamaremos de peso do corpo à força com que ele é atraído pela Terra. 

De acordo com o 2º princípio, podemos escrever:
Serão apresentadas aqui três unidades utilizadas para se exprimir o valor de uma força em três diferentes sistemas de unidades: o CGS, o MKS (Sistema Internacional de Unidades) e o MK*S (MKS técnico). A tendência atual da ciência se concentra na utilização do sistema internacional. Essa é também a tendência que se revela nos grandes vestibulares realizados no país. 

As definições de dina (d) newton (N) e quilograma-força (kgf) derivam da 2ª lei de Newton, como veremos: 

• Um dina corresponde à intensidade da força que, aplicada a um corpo de massa 1 g , comunica ao mesmo uma aceleração de 1 cm/s 2 . F = m.a Þ F = 1g . 1cm/s 2 Þ F = 1 d 
• Um newton é a intensidade da força que, aplicada a um corpo de massa 1 kg , transmite ao mesmo uma aceleração de 1 m/s 2 . F = m . a Þ F = 1 kg . 1 m/s 2 Þ F = 1 N 
• Um quilograma-força corresponde ao peso de um corpo de massa 1 kg num local onde g = 9,8 m/s 2 . F = m.a Þ F = 1kg . 9,8m/s 2 Þ F = 9,8 N Þ F = 1 kgf Obs. 1N = 10 5 d e 1kgf = 9,8 N 

Chama-se dinamômetro todo aparelho graduado de forma a indicar a intensidade da força aplicada em um dos seus extremos. Internamente, o dinamômetro é dotado de uma mola que se distende à medida que se aplica a ele uma força.

Respostas - Petrobras 2

Confira as respostas das questões postadas anteriormente.

Transformações, substâncias, misturas e fases 

Exemplo 1 (Unisinos - RS) Considere os sistemas materiais abaixo indicados: sistema componentes:
I água e óleo
II areia e álcool
III água e sal de cozinha
IV água e álcool
V gás carbônico e oxigênio
Assinale a alternativa que apresenta somente sistemas homogêneos.
a) somente I e III
b) somente I e II
c) somente III e V
d) somente I, III e V
e) somente III, IV e V
Resolução: Os sistemas I e II são claramente sistemas bifásicos, pois apresentam visualmente dois aspectos diferentes. Já os sistemas III, IV e V, apresentam somente um aspecto ou fase, são os homogêneos entre os listados. A alternativa correta é a letra E.

Exemplo 2 (UEBA) Um sistema formado por água, açúcar dissolvido, álcool comum, limalha de ferro e carvão apresenta.
a) 1 fase
b) 2 fases
c) 3 fases
d) 4 fases
e) 5 fases
Resolução: O açúcar e o álcool comum são solúveis na água, estes formam uma fase. Limalha de ferro e carvão formam duas outras fases. O total de fases ou aspectos é 3 e a alternativa correta é a letra C.

Exemplo 3 (Med. Catanduva - SP) Em um sistema fechado que contém água líquida, sal de cozinha dissolvido, sal de cozinha não dissolvido, dois cubos de gelo e os gases nitrogênio e oxigênio não dissolvidos na água líquida, existem:
a) 4 fases e 4 componentes
b) 3 fases e 3 componentes
c) 4 fases e 3 componentes
d) 3 fases e 4 componentes
e) 2 fases e 5 componentes
Resolução: fase 1: água líquida + sal de cozinha dissolvido fase 2: sal de cozinha não dissolvido fase 3: cubos de gelo fase 4: gases oxigênio e nitrogênio O total de fases é igual a 4. componente 1: água líquida + água sólida componente 2: sal de cozinha (dissolvido e não dissolvido) componente 3: gás oxigênio componente 4: gás nitrogênio. O total de componente é igual a 4. A alternativa correta é a letra A.

Bons estudos!

Respostas - Petrobrás

Elemento químico, isótopos, isóbaros e isótonos 

Exemplo 1 (PUC - Campinas) O silício, elemento químico mais abundante na natureza depois do oxigênio, tem grande aplicação na indústria eletrônica. Por outro lado, o enxofre é de importância fundamental na obtenção do ácido sulfúrico. Sabendo-se que o átomo 14Si28 é isótono de uma das variedades isotópicas do enxofre, 16S, pode-se afirmar que esse átomo de enxofre tem número de massa:
a) 14
b) 16
c) 30
d) 32
e) 34
Resolução: Se os dois átomos são isótonos, possuem o mesmo número de nêutrons. O número de nêutrons do silício é calculado assim: 28 - 14 = 14 nêutrons Sendo isótonos, o átomo de enxofre também tem 14 nêutrons. O número de massa do enxofre é a soma do seu número de prótons (16) com o seu número de nêutrons (16). A alternativa correta é a C.

Exemplo 2 (Fatec - SP) Os íons Ca2+ e Pb2+ possuem: Dados os números atômicos: Ca = 20 e Pb = 82
a) mesmo número de prótons e elétrons
b) mesmo número de prótons e nêutrons
c) mesma carga nuclear e diferentes massas atômicas
d) igual soma de número de prótons e de nêutrons
e) igual diferença entre número de prótons e elétrons
Resolução: Sendo os dois íons de carga 2+, possuem igual diferença entre seus números de prótons e de elétrons. Para o Ca: 20 prótons - 18 elétrons = 2+ Para o Pb: 82 prótons - 80 elétrons = 2+ A alternativa correta é a E.

Exemplo 3 (Mackenzie - SP) A característica que identifica isótopos de um elemento químico à de apresentarem entre si:
a) o mesmo número de massa
b) o mesmo número de prótons e o mesmo número de massa
c) o mesmo número de nêutrons
d) distribuição eletrônica diferente
e) o mesmo número atômico e diferentes números de massa
Resolução: Átomos isótopos são átomos de um mesmo tipo de elemento químico, portanto, possuem o mesmo número atômico. O número de massa deve ser obrigatoriamente diferente. Alternativa correta E.

Exemplo 4 (Fuvest - SP) O número de elétrons do cátion X2+ de um elemento X é igual ao número de elétrons do átomo neutro de um gás nobre. Este átomo de gás nobre apresenta número atômico 10 e número de massa 20. O número atômico do elemento X é:
a) 8
b) 10
c) 12
d) 18
e) 20
Resolução: O gás nobre possui 10 elétrons. Como o íon tem carga 2+, quer dizer que perdeu 2 elétrons. Portanto o número atômico (que também é o número de elétrons de um átomo no estado neutro) é dado pela soma da quantidade de elétrons que ele possui atualmente mais os elétrons perdidos. Ou seja, 10 + 2= 12 . A alternativa correta é a C.

Exemplo 5 (Mackenzie - SP) Um certo átomo neutro M tem número atômico igual a x e número de massa igual a y. O número de elétrons no íon M3+ é igual a:
a) x + 3
b) (x + y) - 3
c) y - 3
d) x - 3
e) x
Resolução: Num átomo neutro, o número atômico representa ao mesmo tempo o número de prótons e de elétrons. Como o íon tem carga 3+, ocorreu a perda de 3 elétrons. Ou seja, o número de elétrons vai ser dado por x - 3. A alternativa correta é a D.

Exemplo 6 (UFSC) São dados os átomos:
  I) 35Br80
 II) 36Kr80
 III) 35Br81
 IV) 36Kr81
Indique as proposições verdadeiras.
a) I e III são isótopos
b) II e IV possuem o mesmo número de massa
c) I e IV têm igual número de nêutrons
d) I e II possuem o mesmo número de massa
e) II e III são isótopos
Resolução: A alternativa a é verdadeira pois os átomos apresentam diferentes números de massa mas o mesmo número atômico. A alternativa b é falsa pois os números de massa são diferentes, 80 e 81. A alternativa c é verdadeira. Calculando os números de nêutrons: em I = 80 - 35 = 45 em IV = 81 - 35 = 45 A alternativa d é verdadeira, ambos possuem número de massa igual a 80. A alternativa e é falsa, pois II e III possuem números atômicos diferentes, 36 e 35. [V F V V F]

Exemplo 7 (FAAP - SP) Considerando os átomos: 19X40 , 20Y40 , 19R39 podemos afirmar que:
a) Y e R são isótopos
b) X e R são isóbaros
c) X e R são isótonos
d) X e R pertencem ao mesmo elemento químico
e) X e Y deveriam estar representados pelo mesmo símbolo químico
Resolução: X e R possuem mesmo número atômico e pertencem ao mesmo elemento químico. A alternativa correta é a D.

Exemplo 8 (ESPM - SP) Um átomo X tem 56 prótons e 81 nêutrons. Um átomo Y tem número de massa 138 e é isótono de X, logo podemos afirmar que o número de nêutrons do átomo Y é igual a:
a) 56
b) 57
c) 81
d) 82
e) 138
Resolução: Se Y é isótono de X, possui o mesmo número de nêutrons que este, ou seja 81. A alternativa correta é a C.

Exemplo 9 (PUC - MG) O carbono 14 é um isótopo radioativo do carbono 12, utilizado para identificar a idade dos fósseis. Sobre ele, é correto afirmar que:
a) tem maior número de elétrons que o carbono 12
b) sua ação radioativa dura 14 anos
c) tem maior número de prótons que o carbono 12
d) tem maior número de camadas eletrônicas que o carbono 12
e) tem maior número de nêutrons que o carbono 12
Resolução: Átomos isótopos sempre têm o mesmo número atômico. Só diferem no número de massa, ou seja, no número de nêutrons. O átomo de carbono possui número atômico 6 (possui 6 prótons). O isótopo de carbono de massa 12 possui 6 nêutrons e o de massa 14 possui 8 nêutrons. A alternativa correta é a E.

Tratamento Térmico dos Aços - Aula 2

Tratar termicamente um aço significa aquecê-lo em velocidade adequada, mantê-lo em temperatura por um tempo suficiente para que ocorram as transformações e resfriá-lo em um meio adequado de modo a adquirir as propriedades desejadas. O Tratamento Térmico é uma das etapas finais de confecção de ferramentas. Normalmente erros anteriores ao Tratamento Térmico, se manifestam nesta etapa. Quebra precoce de uma ferramenta nem sempre está associada ao tratamento térmico. Esta, pode estar associada ao projeto, uso do material incorreto ou não - conforme, usinagem incorreta ou uso inadequado da ferramenta. Os tratamentos térmicos são divididos em duas classificações: Tratamentos térmicos calóricos - São os tratamentos térmicos baseados em processos que envolvam o aquecimento de peças somente com calor, sem adição de elementos químicos na superfície do aço. Tratamentos termoquímicos - São os tratamentos térmicos baseados em processos que, além de evolver calor, existe a adição de elementos químicos na superfície do aço. REVENIMENTO (ALÍVIO DE TENSÕES) Tratamento térmico que objetiva reduzir o nível de tensões residuais, principalmente após uma usinagem de grande retirada de massa e soldagem. Aplicado nos aços temperados, IMEDIATAMENTE APÓS A TÊMPERA, a temperaturas inferiores a crítica, resultando em modificação da estrutura obtida na têmpera. A alteração estrutural que se verifica no aço temperado conseqüência do revenido melhora a DUCTLIDADE, reduzindo os valores de dureza e resistência a tração, ao mesmo tempo em que as tensões internas são aliviadas ou eliminadas. Dependendo da temperatura em que se processa o revenido, a modificação estrutural é tão intensa que determinados aços adquirem melhor condição de usinabilidade. AUSTÊMPERA Tratamento térmico onde o aço austenitizado é resfriado num banho de transformação isotérmica, obtendo-se assim uma microestrutura bainítica. NORMALIZAÇÃO Tratamento térmico, através do qual determinados aços, após a austenitização, são resfriados ao ar. RECOZIMENTO Tratamento térmico que consiste no aquecimento à temperatura crítica, permanência durante tempo pré-determinado e resfriamento controlado. Recozimento para recristalização Tratamento térmico, através do qual o material recristaliza-se, resultando uma estrutura com novos grãos, o tamanho de grão dessa estrutura pode ser maior ou menor que o original em função do ciclo térmico e do grau de encruamento. Recozimento pleno Tratamento térmico no qual os aços após austenitização e homogeneização química, são resfriados lentamente, normalmente dentro do forno, a microestrutra obtida está prevista no diagrama Fe-C. Recozimento para alívio de tensões Este tratamento tem o objetivo de eliminar concentrações de tensões oriundas de processos de usinagem, conformação, solda ou outros processos onde existam acúmulo de tensões. Recozimento para esfeirodização Busca transformar a cementita lamelar ou sua rede em perlita esfeirodizada. TÊMPERA E REVENIDO Tratamento térmico que tem como objetivo a obtenção de uma microestrutura que proporcione propriedades de DUREZA e RESISTÊNCIA MECÂNICA elevadas. A peça a ser temperada é aquecida à temperatura de austenitização e em seguida é submetida a um resfriamento brusco, ocorrendo aumento de dureza. Durante o resfriamento, a queda de temperatura promove transformações estruturais que acarretam o surgimento de tensões residuais internas. Sempre após a têmpera, temos que realizar o revenimento, para a transformação da martensita em martensita revenida. Têmpera por chama Aquecimento provém de chama direcionada à peça, através de maçarico ou outro instrumento, podendo assim ser parcialmente temperada. Têmpera por indução O aquecimento é obtido por indução elétrica, seguida de um resfriamento brusco, normalmente em água. Têmpera superficial Aquecimento somente da superfície através de indução ou chama até a austenitização, seguida de um resfriamento rápido. Têmpera total Aquecimento total da peça até temperatura de austenitização seguida de resfriamento, em meio pré-determinado. NITRETAÇÃO Tratamento termoquímico de endurecimento superficial, baseado na introdução de nitrogênio em sua superfície. O processo se realiza, expondo a peça em uma atmosfera do forno rica em nitrogênio. CARBONITRETAÇÃO Tratamento termoquímico, em que se promove o enriquecimento superficial simultâneo com carbono e nitrogênio. CEMENTAÇÃO Tratamento termoquímico de endurecimento superficial, baseado na introdução de carbono na superfície. O processo é realizado com a exposição do aço em uma atmosfera rica em carbono livre. Cementação Gasosa O processo é realizado em fornos com atmosfera controlada, onde o potencial de carbono está acima de 0,5%. Cementação Líquida O processo é realizado em banhos líquidos, com sais fundidos (Banho de Sal). Cementação Sólida (Em Caixa) O processo é realizado em peças cobertas com material sólido, rico em carbono.

Processos de Fabricação.

Furadeiras Máquinas operatrizes que têm por função principal executar furos nos mais diversos tipos de materiais. Para tanto o motor da furadeira aplica uma alta velocidade de rotação a uma ou mais brocas (ferramentas cortantes) que serão responsáveis pela remoção de material. Para as diferentes condições de material requeridas, foram criados diferentes modelos de furadeiras, em cuja aplicação devem ser avaliados os seguintes aspectos: forma da peça, dimensões da peça, número de furos a serem abertos, quantidade de peças a serem produzidas, diversidade no diâmetro dos furos de uma mesma peça, e grau de precisão requerido. Na furação, uma broca de dois gumes executa uma cavidade cilíndrica na peça. O movimento da ferramenta é uma combinação de rotação e deslocamento retilíneo (ao longo do furo). A broca é montada em uma haste e começa a ser centrada por suas guias em uma máscara de furação. Uma variante da furação é o alargamento de furos, onde uma ferramenta similar à broca, porém, com múltiplos gumes, remove material de um furo, aumentando seu diâmetro, ao mesmo tempo que lhe confere um alto grau de acabamento. As furadeiras podem ser classificadas em: Furadeiras portáteis: A força de avanço vem o operador que preciona a furadeira contra o material. As furadeiras de uso doméstico classificam-se como portáteis. É utilizada comumente em peças já montadas em que o local a ser perfurado impede a utilização de furadeiras mais precisas. Furadeiras sensitivas: Utilizadas para pequenas furações. O avanço do mandril se dá por meio de uma alavanca que o operador faz avançar aos poucos, sentindo assim o avanço da broca dentro do material. Por essa razão são chamadas de sensitivas. Furadeiras de coluna: Caracterizam-se por apresentarem uma coluna de união entre a base e o cabeçote. Esse arranjo possibilita a furação de elementos com as formas mais diversificadas, singularmente e em série. Furadeiras de árvores múltiplas: Empregada para trabalhos em uma peça que tem de passar por uma série de operações como furar, contrapuncionar, mandrilar, alargar furos e rebaixar cônica ou cilindricamente. Furadeiras radiais: Seu sistema de cabeçote móvel elimina a necessidade de reposicionamento da peça quando se deseja executar vários furos. Pode-se levar o cabeçote a qualquer ponto da bancada, reduzindo o tempo de produção. Recomendada para peças de grandes dimensões a serem furados em pontos afastados na periferia. Furadeiras múltiplas de cabeçote único: Originaram-se da aplicação de cabeçotes de vários mandris a furadeiras de coluna. São mais úteis em peças a serem produzidas em série quando ocorre a necessidade de furação de muitos pontos em um ou mais planos. Furadeiras múltiplas de múltiplos cabeçotes: Nessas furadeiras mais de um cabeçote age na peça a ser furada, eliminando a necessidade de reposicionar e virar a peça cada vez que o plano de furação for alterado. São utilizadas para economizar tempo, uma vez que o tempo total de perfuração fica condicionado ao furo mais profundo. Furadeira de comando numérico: Opera de acordo com um programa, permitindo uma maior precisão e velocidade.

Química Geral e Inorgânica - Petrobrás

Transformações, substâncias, misturas e fases Toda matéria existente no universo é constituída por átomos. Esta é a Teoria Atômica de Dalton, que estabelece a existência de diversos tipos de átomo(elemento químico). Os compostos químicos seriam produto da união de diferentes tipos de átomos em proporções definidas. Toda matéria tem massa e ocupa lugar no espaço. O homem utiliza a matéria que ele encontra na natureza para transformá-la em produtos que possa utilizar em seu cotidiano. Estas transformações podem ser físicas ou químicas. Transformações físicas: não alteram a natureza das ligações entre os átomos, somente altera o estado de agregação entre eles. Um exemplo de transformação física é a evaporação da água. Ao passar do estado líquido para o gasoso, as moléculas de água ficam mais distanciadas umas das outras, a natureza da substância não é alterada. H2O(liq.) => H2O(vap.) Transformações químicas: durante as mesmas ocorre o rearranjo dos átomos, originando substâncias diferentes das iniciais. HCl + NaOH => NaCl + H2O As substâncias localizadas antes da flecha (estado inicial) são chamadas de reagentes, e as localizadas depois da flecha (estado final) são chamadas de produtos. A Lei de Conservação da Massa, de Lavoisier, estabelece que, durante um fenômeno químico ou físico, a matéria não pode ser criada ou destruída, só pode ser transformada. Ou seja, as quantidades e tipos de átomos que aparecem antes e depois da flecha que indica a ocorrência da transformação devem ser as mesmas. HCl + NaOH => NaCl + H2O Átomos nos reagentes: 2 H, 1 Cl, 1 Na e 1 O. Átomos nos produtos: 2 H, 1 Cl, 1 Na, 1 O. A simbologia utilizada hoje para representar os átomos abreviadamente foi proposta por Berzélius. O símbolo de um elemento pode ter uma, duas ou três letras, sendo somente a primeira maiúscula. Nome (latim) Símbolo Cobre (cuprum) Cu Prata (argentum) Ag Ouro (aurum) Au Chumbo (plumbum) Pb Enxofre (sulphur) S As substâncias são materiais que apresentam composição e propriedades definidas. Elas são formadas por moléculas (no caso das substâncias covalentes) e por íons-fórmula (no caso das substâncias iônicas). As moléculas ou íons-fórmula são as menores porções da substância que ainda guardam as características da mesma. Quaisquer que sejam a posição de retirada e quantidade da amostra, ela deverá apresentar as mesmas características pois uma substância pura é constituída por aglomerados iguais entre si. As substâncias puras são representadas por fórmulas. Estas funcionam como representação gráfica da substância pura. A composição fixa da substância pura permite que para ela seja definida uma fórmula. Fórmula do ácido sulfúrico H2SO4 Os números subscritos à direita de um dado átomo representam o número de vezes que o mesmo aparece na molécula. A molécula do ácido sulfúrico é formada por dois átomos de hidrogênio, um átomo de enxofre e 4 átomos de oxigênio. Estes números são conhecidos por índices de atomicidade, ou simplesmente índices. As substâncias podem ser simples ou compostas. Substância simples: as moléculas são constituídas sempre pelo mesmo elemento químico. São exemplos de substâncias simples o H2, O2, O3, S8. A quantidade de átomos que fazem parte de uma molécula de uma substância simples é conhecida como atomicidade. A alotropia é um fenômeno que ocorre quando um elemento pode formar duas ou mais substâncias simples diferentes. Os principais casos de alotropia são: - Enxofre (S8): pode apresentar as formas monoclínica e rômbica - Carbono (Cn): pode apresentar as formas grafite e diamante - Oxigênio: O2 (oxigênio) e O3 (ozônio) - Fósforo: Pn (vermelho) e P4 (branco) Substância composta: as molécula são constituídas por átomos de elementos químicos diferentes. São exemplos de substâncias compostas: H2O, NaOH, KNO3. Misturas são sistemas formados por moléculas de diferentes tipos. Cada substância pura participante da mistura é conhecida como componente. Cada aspecto visualmente homogêneo do sistema é conhecido como fase. Ao contrário da substância pura, as propriedades de uma mistura são dependentes da sua composição. De acordo com o número de fases que podem ser observadas, as misturas podem ser: - Homogêneas ou soluções: não se pode distinguir a separação entre os componentes, presença de só uma fase. São exemplos: ar atmosférico puro, água e sal dissolvido, álcool e água. Misturas de gases sempre são sistemas homogêneos. - Heterogêneas: Ocorre a presença de mais de uma fase. São exemplos: água e óleo, água e areia, granito (mica, feldspato e quartzo), ar atmosférico e poeira. Exemplo 1 (Unisinos - RS) Considere os sistemas materiais abaixo indicados: sistema componentes I água e óleo II areia e álcool III água e sal de cozinha IV água e álcool V gás carbônico e oxigênio Assinale a alternativa que apresenta somente sistemas homogêneos. a) somente I e III b) somente I e II c) somente III e V d) somente I, III e V e) somente III, IV e V Exemplo 2 (UEBA) Um sistema formado por água, açúcar dissolvido, álcool comum, limalha de ferro e carvão apresenta. a) 1 fase b) 2 fases c) 3 fases d) 4 fases e) 5 fases Exemplo 3 (Med. Catanduva - SP) Em um sistema fechado que contém água líquida, sal de cozinha dissolvido, sal de cozinha não dissolvido, dois cubos de gelo e os gases nitrogênio e oxigênio não dissolvidos na água líquida, existem: a) 4 fases e 4 componentes b) 3 fases e 3 componentes c) 4 fases e 3 componentes d) 3 fases e 4 componentes e) 2 fases e 5 componentes Responda e coloque suas alternativas nos Comentários. Depois postarei o gabarito!