Questões de Concurso Sobre mecânica dos sólidos em engenharia mecânica

A figura ilustra um automóvel de peso total 9.000 N, parado em um plano horizontal, com o centro de gravidade (CG) localizado a igual distância dos lados direito e esquerdo do automóvel. Nessa situação, as forças de reação, em newtons, em cada pneu dianteiro e em cada pneu traseiro do automóvel são iguais, respectivamente, a

Considerando o conceito de momento torçor, assinale a alternativa que indica a máxima tensão cisalhante, ^tmax, de um eixo de seção circular para que se tenha máximo momento torçor T = 100 kNm e e diâmetro D = 200 mm e G = 85GPa.

Em uma seção de barra quadrada de lado L, atuam somente tensões normais que variam conforme o gráfico apresentado. O valor do esforço normal será igual a

O estado de tensões para um disco, como raio interno a e raio externo b, girando com velocidade angular uniforme ω, é definido pela tensão normal radial σr e pela tensão nominal tangencial σɵ descritas abaixo. Determine A e B:

σr=A–(B/r²)–ρω²r²(3+ν)/8 σɵ=A+(B/r²)–ρω²r²(1+3ν)/8

A corda uniforme C, de massa m e comprimento a, tem sua extremidade Q fixa ao tambor T, sendo mantida parcialmente esticada enquanto está sendo enrolada em torno do tambor (ver figura). O movimento é regido pela função θ(t) com θ(0) = 0 e θ'(t) = ω, constante. A base n1, n2, n3 está fixa ao trecho retilíneo da corda, como mostrado. Seja agora P um ponto genérico da corda, distando s do ponto Q. O vetor quantidade de movimento da corda no referencial T é:

               

Nas classes de solicitações, quando um sistema de forças atua sobre um corpo, o efeito produzido é diferente segundo a direção e sentido e ponto de aplicação destas forças. Os efeitos provocados em um corpo podem ser classificados em esforços:

O fator de segurança é um fator de redução da resistência de um material utilizado no projeto de componentes mecânicos para garantir sua integridade durante a operação. Esse fator permite a determinação da tensão admissível a ser utilizada nos projetos estruturais. Assim, considerando a natureza dos diversos materiais disponíveis, a tensão admissível é determinada pela relação entre uma tensão de referência e o fator de segurança. Essa tensão de referência, no caso de materiais frágeis, é a tensão:

Pede-se determinar, no ponto B, a reação vertical, a tensão de cisalhamento da seção transversal e na direção vertical, e o momento fletor para a viga ilustrada abaixo. O módulo de Elasticidade é 210 GPa e a seção transversal é quadrada com largura igual a 0,2m e altura igual a 0,5m.

Uma roseta uniaxial é colocada no meio e na face mais inferior de uma viga bi-apoiada homogênea, uniforme e de comportamento isotrópico, com largura de 10 mm, 2 mm de altura, e comprimento de 21 cm. Aplica-se, a 1/3 do comprimento total na extremidade à esquerda, uma carga de 10 N, e se tem para deformação medida na roseta 200µ.

Determine o deslocamento vertical na roseta, em mm, sabendo-se que a aceleração da gravidade é de 10 m.s^-2 e que o material da viga possui o módulo de elasticidade 70 GPa, o coeficiente de Poisson de 0,28 e massa específica 2.700 kg/m³ .

Em um tubo aberto confeccionado em aço, de diâmetros interno de 20 cm e externo de 24 cm, com pressões de trabalho interna e externa de 100 MPa e 50 MPa, atuantes na parede do tubo, respectivamente, estão em regime permanente. As propriedades mecânicas do material do tubo são: o módulo de elasticidade 200 GPa, o coeficiente de Poisson 0,3, tensão de escoamento 200 MPa e tensão de ruptura 400 MPa.

As tensões radial e circunferencial, em MPa, na metade da espessura, são, aproximadamente, dadas por:

Placas de alumínio de 3mm de espessura servem para formar um cilindro de diâmetro interno de 30cm, que são soldadas helicoidalmente a 15º em relação ao eixo longitudinal. O cilindro oco suporta torques por intermédio das placas de extremidades rígidas.

Pede-se determinar o torque máximo admissível se a resistência à tração admissível da solda é de 150 MPa e o material não escoa por flambagem.

Pede-se determinar a máxima tensão de um tubo longo fechado de aço SAE 1020 com diâmetro interno de 40 cm e espessura 10mm para resistir à pressão de trabalho 2,0 MPa de um determinado fluido escoando em seu interior, em estado permanente.

Este tubo não sofre deformações permanentes, considera-se uma pressão externa atmosférica e se utiliza um fator de segurança de 2,0.

As propriedades mecânicas do material do tubo são: o módulo de elasticidade 200 GPa, o coeficiente de Poisson 0,3, tensão de escoamento 200 MPa e tensão de ruptura 400 MPa.

Na teoria de falha por fadiga dos elementos de máquinas, considere:

I. Se uma peça sujeita a esforços cíclicos, de uma certa intensidade, não apresentar falha até 105 ciclos não haverá falha por fadiga nos ciclos subsequentes, mantida a intensidade dos esforços.

II. A dimensão da peça não afeta a resistência à fadiga.

III. O acabamento superficial afeta a resistência à fadiga.

IV. Se a tensão média em um ponto crítico da peça for de compressão a resistência à fadiga será maior do que seria se fosse de tração.

Está correto o que consta em 

O sistema da figura abaixo representa uma máquina de massa total M, com uma parte girante, de massa m e excentricidade e, conforme figura. A coordenada x varia com o tempo e localiza a parte não girante da máquina. A máquina é suportada por uma suspensão de constante elástica k e constante de amortecimento c. A equação diferencial do movimento é  . O bloco não girante terá um movimento harmônico persistente expresso por x(t) = Xcos(pt − Ψ) , onde X é a amplitude da vibração e Ψ é a diferença de fase. Sobre tal sistema considere:

I. A amplitude da vibração, X, aumenta proporcionalmente ao valor da velocidade angular p.

II. A amplitude da vibração, X, depende do fator de ampliação que por sua vez depende da razão entre a velocidade angular, p, e a frequência natural do sistema, ω.

III. O fator de ampliação não depende do índice de amortecimento.

IV. Haverá ressonância quando não houver amortecimento e a velocidade angular for igual à frequência natural. 

                                          

Está correto o que consta em 

Em um ponto de uma estrutura existem as tensões indicadas no elemento conforme abaixo.

                                           

A máxima tensão de cisalhamento que ocorre no ponto, em MPa é 

Considere a figura abaixo.

                                

Para a viga prismática de comprimento L, sujeita a um carregamento uniforme, p, e apoiada em suportes equidistantes das extremidades, o valor de b/L que permitirá à viga resistir o maior valor da carga p é