engenharia mecÂnica ou seletivo; mesma; apontamentos; · a figura abaixo esquematiza uma caixa de...
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MARINHA DO BRASIL
DIRETORIA DE ENSINO DA MARINHA
PROCESSO SELETIVO PARA INGRESSO NO CORPO DE ENGENHEIROS DA MARINHA
(EN/2004)
ENGENHARIA MECÂNICA
1* PARTE
INSTRUÇÕES GERAIS
1- A duração da prova será de 04 horas e não será prorrogado;
2- Ao término da prova, entregue o caderno ao fiscal, sem desgrampear nenhuma folha;
3- Responda as questões utilizando caneta esferográfica azul ou preta. Não serão consideradas respostas
a lápis;
4- Confira o número de páginas de cada parte da prova;
5- Só comece a responder a prova ao ser dada a ordem para iniciá-la, interrompendo a sua execução no
momento em que for determinado;
6- O candidato deverá preencher os campos:- PROCESSO SELETIVO;- NOME DO CANDIDATO; e- N° DA INSCRIÇÃO e DV.
7- Iniciada a Prova, só será permitido dirigir-se ao fiscal em caso de problema de saúde ou ocorrência
grave que impossibilite a realização da mesma;
8- A solução deve ser apresentada nas páginas destinadas a cada questão;
9- Não é permitida a consulta a livros ou apontamentos; e
10- A prova não poderá conter qualquer marca identificadora ou assinatura, o que implicará na
distribuição de nota zero.
NÃO DESTACAR A PARTE INFERIOR
NOTA
RUBRICA DO PROFESSOR ESCALA DE USO DA DEnsM
000 A 100
PROCESSO SELETIVO:
NOME DO
CANDIDATO:
N° DA INSCRIÇÃO DV ESCALA DE NOTA USO DA DEnsM
6 % 000 A 100
la PARTE: CONHECIMENTOS PROFISSIONAIS (VALOR: 80 PONTOS)
la QUESTÃO (10 pontos)
A figura abaixo esquematiza uma caixa de redução. São dados os
raios e as inércias rotacionais das engrenagens, já incluídos os
respectivos eixos. Obtenha a expressão da inércia rotacional
(equivalente) dessa caixa de redução, em relação:
a) ao torque Ti e à rotação oi. (5 pontos)
b) ao torque T2 e à rotação o2. (5 pontos)
2o2, T2
r1 01, Il
Prova: l a PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
1 de 16
2 a QUESTÄO (10 pontos)
A figura abaixo representa uma suspensão dianteira, com eixo
duplo, usada em pequenos caminhões . A massa da viga central F é de 40
kg. A massa de cada roda com o respectivo eixo é de 35 kg, com o
centro de massa a 680 mm da linha vertical central. Para uma carga L
= 12 kN, transmitida à viga F, calcule a força total de cisalhamento
suportada pelo pino A.
Suponha que a força na mola é vertical, que não há esforço
lateral no contato do pneu com o solo, e que a aceleração da
gravidade é de 10 m/ s2.
500 mm
400 mm
- 750 mm
Prova: 1. PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
2 de 16
3 a QUESTÄO (10 pontos)
No processo de fabricação de certos tipos de vasos de pressão, é
realizada uma etapa chamada de "auto-fretagem", em que o vaso é
submetido a valores de pressão interna que geram em suas paredes
valores de tensão superiores ao limite de escoamento do material .
Responda:
a) Qual a finalidade desse processo? (5 pontos)
b) Qual o parâmetro principal que deve ser controlado durante esse
processo? (5 pontos)
Prova: 1a PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
3 de 16
4a QUESTÃO (5 pontos)
No Brasil, em muitos casos há a opção para se escolher motor a
álcool ou motor a gasolina para o mesmo modelo de um veículo.
Explique a razão do motor a álcool fornecer maior potência e torque
que o motor a gasolina, nesses casos.
Prova: l a PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
4 de 16
Sa QUESTÃO (5 pontos)
Considere a instalação de uma turbina a gás ou de um motor a
pistão (diesel) em um navio.
a) Compare as vantagens e desvantagens do emprego de um ou outro.
(3 pontos)
b) Explique por que razão em muitos navios de guerra a planta
propulsora é mista, com motores diesel e turbinas a gás .
(2 pontos)
Prova: 1* PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
5 de 16
6 a QUESTÃO (10 pontos)
Em relação aos tipos de tubos de aço, responda:
a) quais são os dois tipos principais, tendo em vista o seu princípio
básico de fabricação? (5 pontos)
b) qual o processo de fabricação mais adequado para obter tubos com
seção diferente da circular e com melhor resistência à tração?
(5 pontos)
Prova: la PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
6 de 16
7a QUESTÃO (10 pontos)
A comporta AB represa um fluido com peso específico y e altura
2h, conforme mostrado na figura abaixo, A comporta está articulada em
A e tem largura b.
Determine o valor da força horizontal que uma trava deve aplicar
em B para manter a comporta fechada.
' ' B2h
h
A -
Prova: la PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
7 de 16
Sa QUESTÃO (10 pontos)
A parede de um forno industrial é construída em tijolo
refratário com 0,15 m de espessura e condutividade térmica de 1,7
W/m.K. As medidas realizadas em condições de operação permanente
mostram que as temperaturas nas superfícies interna e externa são
1400 K e 1150 k. Qual é a taxa de perda de calor através de uma
parede de 0,5 m por 3 m?
Prova: l a PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
8 de 16
9 a QUESTÃO (10 pontos)
A eficiência máxima de um determinado ciclo térmico é de 60% . Se
este ciclo térmico recebe o calor transferido de gases quentes a uma
temperatura de 500 K, qual é a temperatura em que descarrega energia
por troca de calor para a atmosfera?
Prova: la PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
9 de 16
MARINHA DO BRASIL
DIRETORIA DE ENSINO DA MARINHA
PROCESSO SELETIVO PARA INGRESSO NO CORPO DE ENGENHEIROS DA MARINHA
(EN/2004)
ENGENHARIA MECÂNICA
2a PARTEINSTRUÇÕES GERAIS
1- Você está iniciando a 2. parte da prova (parte básica);
2- Confira o número de páginas desta parte da Prova;
3- O candidato deverá preencher os campos:- PROCESSO SELETIVO;- NOME DO CANDIDATO; e- N° DAINSCRIÇÃOeDV.
4- A solução deve ser apresentada nas páginas destinadas a cada questão; e
5- Não é permitida a consulta a livros ou apontamentos.
NÃO DESTACAR A PARTE INFERIOR
NOTA
RUBRICA DO PROFESSOR ESCALA DE USO DA DEnsM
000 A 100
PROCESSO SELETIVO:
NOME DO
CANDIDATO:
N° DA INSCRIÇÃO DV ESCALA DE NOTA USO DA DEnsM
000 A 100
2 a PARTE: CONHECIMENTOS BÁSICOS (VALOR: 20 PONTOS)
la QUESTÄO (3 pontos)
Considere a função f: [ 0,2] -> lR definida por f (t)=0, se o & t 5 1,
e f(t)= 1, se 1 < t 5 2.
a) Encontre uma função contínua F: [ 0,2] -ilR tal que F'(t)=f(t), para
todo t e [ 0,2] , tøl. (1 ponto)
b) Seja g: IR -> IR a extensão periódica de período 4 e par de f .
Calcule a expansão em série de Fourier de g. (2 pontos)
Prova: 2a PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
10 de 16
2 a QUESTÃO (3 pontos)
Sabe-se que a transformada de Laplace de f (t)=1, t 2 0, é
12(f) = F (s) = -
, s 2 0 .s
a) Calcule a transformada de Laplace de g(t)= t2, t 2 0. (1 ponto)
1
b) Sabendo que a transformada de Laplace de h(t)= e' é 2(h) = e(s - 1)
a transformada de Laplace de k (t) =
(et + e-" - t2 - 1 é
2
12 (k) =
,resolva o problema de valor inicial
(s3(s2 - 1) )
y' ' - y = t2, y(0) = 1, y' (0) = 1. (2 pontos)
Prova: 2a PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
11 de 16
3aQUESTÄO (2 pontos)
Considere o campo vetorial
F (x, y, z) = (sin (y+ z) , cos (x+ z) , sin (x+y) ) , (x, y, z) e IR3.
a) Calcule o divergente de F. (1 ponto)
b) Seja S a esfera de centro na origem e raio 1, isto é,
S= { (x, y, z) e IR3 2 y2 , 22
e seja n a normal unitária exterior a S. Calcule ffs F.n dA.
(1 ponto)
Prova: 2 * PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
12 de 16
4 a QUESTÃO (2 pontos)
Considere a transformação linear T: IR4 -> IR4 definida por
T (x, y, z, w) = (x+az-w, y+w, x+y-2 z, 4 z-w) , onde a é um parâmetro real .
a) Calcule a matriz de T em relação à base canônica de IR4. (1 ponto)
b) Para quais valores de gelR a imagem de T tem dimensão 3? (1 ponto)
Prova: 2 a PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
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B a QUESTÃO (4 pontos)
Um ponto material P de massa 5 kg move-se no plano xy sob a ação
da força F derivada do potencial U(x, y)=x2_y2+2x274, constituindo um
sistema isolado.
a) Calcule o trabalho da força F para deslocar P do ponto (-1,0) até
o ponto (1,0) ao longo de uma curva diferenciável y : [ 0,1] -> IR2
que une esses dois pontos, isto é, y(0)= (-1,0) e y(1)= (1,0).
(2 pontos)
b) Suponha que P move-se ao longo do eixo dos "x" no sentido positivo
com velocidade constante de 3 m/ seg e num determinado instante, ao
passar pela origem, divide-se em duas partículas A e B de massas
respectivamente 2 kg e 3 kg. Após a divisão, a partícula A move-se
na direção e sentido do vetor (1,1) com velocidade constante de
intensidade 3 m/ seg. Calcule a velocidade da partícula B.
(2 pontos)
Prova: 2 a PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
14 de 16
6 a QUESTÃO (3 pontos)
Uma haste de cobre de comprimento L com uma extremidade fixa num
ponto O gira num plano em um campo magnético uniforme de indução
magnética B com velocidade angular constante e no sentido anti-
horário em torno de O. Sendo a direção de B perpendicular ao plano de
rotação da haste, calcule o módulo da força eletromotriz que aparece
entre as extremidades da haste.
Prova: 2a PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
15 de 16
7 a QUESTÃO (3 pontos)
Um gás é submetido a um ciclo de Carnot com rendimento de 0, 3.
Calcule a temperatura mais alta que o gás atinge supondo que:
a) a temperatura mais baixa do gás nesse ciclo é 150 ° C. (2 pontos)
b) a temperatura mais baixa é reduzida para 75° C. (1 ponto)
Prova: 2 a PARTE Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
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MARINHA DO BRASILDIRETORIA DE ENSINO DA MARINHA
PROCESSO SELETIVO
PARA
INGRESSO
NO
CORPO DE ENGENHEIROS DA MARINHA
2004
(TEXTO EM INGLÊS TÉCNICO)
ENGENHARIA MECÂNICA
TEXTO EM INGLÊS PARA TRADUÇÃO
Banging out tiny parts
Cold forming makes short work of high-precision, metal components.
Steve Taylor
The quest for ever more compact products has designers looking for
ultra-small, high-precision metal components that can be made quickly
and inexpensively. Cold forming can produce such components in net or
near-net shape at rates to 400 parts/min or faster. Parts can have
multiple diameters, shoulders, and heads, even letters and logos.
Cold forming takes wire from a coil and cuts it to precise lengths.
Multiple blows by a series of dies and punches then shape the wire
into a finished product in one machine cycle. Parts with high levels
of precision and complexity are possible. For instance, outside
diameters can be made less than 0.015 ± 0.0005 in. Internal diameters
can also be held to within 0.0005 in. and lengths to 0.005 in.
Typical cold-forming techniques include upsetting or heading, forward
and backward extrusion, piercing, and trimming. Upsetting starts with
wire of a smaller diameter and forms features with a larger diameter
but shorter length (conservation of volume) . Headed fasteners are
made using this technique. Calculating volume of the upset and
dividing by the area of the starting material gives final length.
Length is then divided by starting diameter, yielding the number of
diameters of material in the upset. Buckling limits upsetting of
typical carbon steels to about 2.25 diameters. Softer alloys such as
copper and silver have a buckling limit of about 1.5 diameters.
Beyond these ratios an additional controlled upset is required to
collect the needed material.
There are two basic types of forward extrusions, open and trapped. An
open extrusion is one in which material being extruded is not
confined by tooling, hence the name. This generally works for
reductions of about 30 to 35% . Beyond this point the material will
upset rather than extrude. Reductions approaching 70 to 75% can be
Prova: TRADUÇÃO DE TEXTO EM INGLÊS Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
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accom'plished by confining or trapping material in tooling during the
extrusion process. Then pressure on tooling is the limiting factor.
Such guidelines work well for typical low-carbon steels and average-
sized components. However, they become less dependable for miniature
parts and nonferrous materials such as silver, gold, copper, and
brass. This is because nonferrous materials tend to have tensile and
yield strengths that are much lower than steel. As such they flow
easier but have less column strength and a greater tendency to easily
upset . This lowers open-extrusion-reduction percentages and upset
ratios. However, the use of unconventional methods can push the
design envelope.
Machine Design
August 7th, 2003
Prova: TRADUÇÃO DE TEXTO EM INGLÊS Concurso: EN
Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA
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