e6p14 resistncia dos materiais

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  • Universidade Federal Fronteira Sul

    Edital no 006/UFFS/2010

    Caderno de Prova

    23 de maio

    das 14 s 17 h

    3 h*

    Confira o nmero que voc obteve no ato da inscrio com o que est indicado no carto-resposta.* A durao da prova inclui o tempo para o preenchimento do carto-resposta.

    Instrues

    Para fazer a prova voc usar:

    este caderno de prova; um carto-resposta que contm o seu nome, nmero de

    inscrio e espao para assinatura.

    Verifique, no caderno de prova, se:

    faltam folhas e a sequncia de 30 questes est correta. h imperfeies grficas que possam causar dvidas.

    Comunique imediatamente ao fiscal qualquer irregularidade.

    Ateno!

    No permitido qualquer tipo de consulta durante a realizao da prova.

    Para cada questo so apresentadas 5 (cinco) alternativas dife-rentes de respostas (a, b, c, d, e). Apenas uma delas constitui a resposta correta em relao ao enunciado da questo.

    A interpretao das questes parte integrante da prova, no sendo permitidas perguntas aos fiscais.

    No destaque folhas da prova.

    Ao terminar a prova, entregue ao fiscal o caderno de prova com-pleto e o carto-resposta devidamente preenchido e assinado.

    Ogabarito ser divulgado em: http://uffs.fepese.ufsc.br

    E6P14 Resistncia dos Materiais

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  • Universidade Federal Fronteira Sul

    Pgina 3

    1. A carga mxima que um elemento estrutural ou um componente de mquina poder suportar sob condies normais de utilizao consideravelmente menor do que o valor da carga-limite.

    Esta carga menor pode ser conhecida como:

    1. Carga mxima2. Carga de trabalho3. Carga de projeto4. Carga de limite elstico5. Carga admissvel

    Assinale a alternativa que indica todas as opes corretas.

    a. ( ) Esto corretas apenas as opes 1 e 5.b. ( ) Esto corretas apenas as opes 3 e 5.c. ( ) Esto corretas apenas as opes 4 e 5.d. ( ) Esto corretas apenas as opes 1, 2 e 3.e. ( X ) Esto corretas apenas as opes 2, 3 e 5.

    2. A seleo do coeficiente de segurana a ser usado para vrias aplicaes uma das mais importantes tarefas da Engenharia. Para realizar essa seleo, necessrio que se tenha um senso de engenharia baseado em diversas consideraes.

    Das consideraes listadas a seguir, assinale a que est incorreta.

    a. ( X ) Deve-se considerar somente o tipo de carre-gamento planejado para o projeto.

    b. ( ) Deve-se considerar variaes que podem ocorrer nas propriedades do elemento sob considerao.

    c. ( ) Deve-se considerar o tipo de falha que pode ocorrer.

    d. ( ) Deve-se considerar incertezas em virtude de mtodos de anlise.

    e. ( ) Deve-se considerar deteriorao que pode ocorrer no futuro devido falta de manuteno.

    Prova de Conhecimentos (30 questes)

    3. Considere uma barra de 4 metros de comprimento que sofreu uma deformao especfica normal de 250.

    Assinale a alternativa que indica o valor absoluto de deformao que essa barra sofreu sob carregamento axial.

    a. ( X ) 0,1 cmb. ( ) 2,5 mmc. ( ) 10 mmd. ( ) 0,25 me. ( ) 250 104 m

    4. Quando um componente estrutural possui uma descontinuidade, como por exemplo, um furo ou uma mudana brusca de seco transversal, esta condio cria concentraes de tenses.

    Com relao ao assunto, avalie as afirmativas abaixo:

    1. Quanto mais severa a mudana de seco transversal do componente, maior a concen-trao de tenso.

    2. Para projeto ou anlise, necessrio apenas determinar a tenso mxima que atua sobre a seo transversal de menor rea. Isto feito usando-se um fator de concentrao de tenso K.

    3. A concentrao de tenso em um corpo de prova dctil sujeito a carregamento esttico sempre precisa ser considerada nos projetos.

    4. Para materiais frgeis ou sujeitos a carrega-mentos cclicos, a determinao da concentra-o de tenso possui uma importncia menor.

    Assinale a alternativa que indica todas as afirmativas corretas.

    a. ( ) Est correta apenas a afirmativa 4.b. ( X ) Esto corretas apenas as afirmativas 1 e 2.c. ( ) Esto corretas apenas as afirmativas 2 e 4.d. ( ) Esto corretas apenas as afirmativas 3 e 4.e. ( ) Esto corretas as afirmativas 1, 2, 3 e 4.

  • Pgina 4

    6. Leia a afirmativa abaixo:

    O efeito das foras ou tenses aplicadas em pequena rea deve ser tratado como um sistema estaticamente equivalente que, a uma distncia aproximadamente igual largura ou espessura de um corpo, causa uma distribuio de tenses que segue uma lei simples.

    Popov, 1978.

    Essa afirmativa se refere (ao):

    a. ( ) Lei de Hooke.b. ( ) Princpio de Poisson.c. ( ) Princpio de Voigt-Kelvin.d. ( X ) Princpio de Saint Venant.e. ( ) Teoria matemtica da elasticidade.

    7. Com base no carregamento mostrado na figura abaixo, determine qual a tenso normal mdia nas hastes circulares AC e BC.

    Assinale a resposta CORRETA:

    a. ( ) A tenso em AC de 0,22 MPa e a tenso em BC de 0,12 MPa.

    b. ( X ) A tenso em AC de 2,15 MPa e a tenso em BC de 1,22 MPa.

    c. ( ) A tenso em AC de 3,22 MPa e a tenso em BC de 1,81 MPa.

    d. ( ) A tenso em AC de 4,3 MPa e a tenso em BC de 2,4 MPa.

    e. ( ) A tenso em AC de 21,5 kPa e a tenso em BC de 12,2 kPa.

    5. Considere o diagrama de tenso-deformao espe-cfica apresentado abaixo para quatro tipos diferentes de ao.

    Ao temperado

    Ao com alto teor de carbono

    Ao com alto baixo de carbono

    Ao puro

    Diagrama de Tenso-deformao especfica para quatro tipos dife-rentes de ao (Beer & Johnston, 2006)

    Com base no comportamento apresentado por cada material no diagrama, examine as afirmativas abaixo.

    1. Os quatro tipos de ao possuem o mesmo mdulo de elasticidade.

    2. A capacidade apresentada pelos quatro tipos de ao de resistir a deformaes dentro da regio linear a mesma.

    3. Os quatro tipos de ao apresentam grandes variaes de resistncia ao escoamento, limite de resistncia e deformao especfica final.

    4. Se uma mesma estrutura possuindo as mes-mas dimenses for construda com o Ao temperado ou com o Ao puro, ambos com comportamento conforme o diagrama abaixo, esta estrutura ter sua caracterstica de rigidez permanecendo inalterada.

    Assinale a alternativa que indica todas as afirmativas corretas.

    a. ( ) Esto corretas apenas as afirmativas 1 e 2.b. ( ) Esto corretas apenas as afirmativas 1 e 3.c. ( ) Esto corretas apenas as afirmativas 1, 2 e 3.d. ( ) Esto corretas apenas as afirmativas 2, 3 e 4.e. ( X ) Esto corretas as afirmativas 1, 2, 3 e 4.

  • Universidade Federal Fronteira Sul

    Pgina 5

    8. Com base na situao de carregamento apresen-tada na figura abaixo e considerando a carga de 10 kN aplicada na extremidade, determine a fora normal, a fora de cisalhamento e o momento atuante na sec-o que passa pelo ponto C.

    Assinale a alternativa que apresenta os valores corre-tos para a fora normal, a fora de cisalhamento e o momento, desprezando os sinais positivo e negativo.

    a. ( X ) A fora normal de 36 kN (compresso), afora de cisalhamento de 10 kN (para baixo) e o momento de 20 kN.m (sentido anti-horrio).

    b. ( ) A fora normal de 36 kN (compresso), a fora de cisalhamento de 10 kN (para baixo) e o momento de 34 kN.m (sentido horrio).

    c. ( ) A fora normal de 45 kN (trao), a fora de cisalhamento de 10 kN (para baixo) e o momento de 20 kN.m (sentido anti-horrio).

    d. ( ) A fora normal de 45 kN (compresso), a fora de cisalhamento de 10 kN (para baixo) e o momento de 20 kN.m (sentido anti-horrio).

    e. ( ) A fora normal de 54 kN (compresso), a fora de cisalhamento de 34 kN (para baixo) e o momento de 20 kN.m (sentido anti-horrio).

    9. Considere um eixo com 20 mm de dimetro sub-metido a 40 N.m de momento de toro.

    Determine a mxima tenso de cisalhamento em con-sequncia da toro neste eixo.

    a. ( ) 3,18106 N/m2

    b. ( ) 6,37106 N/m2

    c. ( ) 12,33106 N/m2

    d. ( X ) 25,46106 N/m2

    e. ( ) 50,93106 N/m2

    10. Considere um ensaio de trao realizado em uma barra circular de cobre com uma distncia padro de anlise de 300 mm de comprimento. Quando a fora aplicada de 120 kN, a barra apresenta um alon-gamento nesta distncia padro de 240 m. Neste mesmo momento, notou-se que o dimetro de 40mm da barra diminuiu em 10,56 m.

    Com base nestas informaes, calcule o coeficiente de Poisson e o Mdulo de Elasticidade do material.

    a. ( X ) O coeficiente de Poisson de 0,33 e o Mdulo de Elasticidade de 119,4 GPa.

    b. ( ) O coeficiente de Poisson de 0,33 e o Mdulo de Elasticidade de 120,2 MPa.

    c. ( ) O coeficiente de Poisson de 0,33 e o Mdulo de Elasticidade de 126,2 GPa.

    d. ( ) O coeficiente de Poisson de 0,34 e o Mdulo de Elasticidade de 119,9 GPa.

    e. ( ) O coeficiente de Poisson de 0,35 e o Mdulo de Elasticidade de 121,8 GPa.

    11. Analise as afirmativas apresentadas abaixo e assi-nale a que est incorreta.

    a. ( ) medida que um material deformado por uma carga externa, tende a armazenar ener-gia internamente ao longo de todo o seu volume. Essa energia chamada de energia de deformao.

    b. ( ) Quando se expressa a energia de deforma-o por unidade de volume do material, isto denominado de densidade de energia de deformao.

    c. ( X ) Quando a tenso atinge o limite de elastici-dade, a densidade de energia de deformao denominada mdulo de resilincia.

    d. ( ) O mdulo de tenacidade indica a densidade de energia de deformao do material imedia-tamente antes da ruptura.

    e. ( ) A resilincia de um material representa sua habilidade para absorver energia sem sofrer qualquer dano permanente.

  • Pgina 6

    14. Considere o eixo com engrenagem apresentado na figura abaixo.

    Supondo que esta engrenagem possui um momento de toro interno aplicado de 180 N.m e que no pontoA existe um freio que equilibra este momento, e ainda considera