Questões de Concurso Para engenheiro mecânico

A figura I a seguir mostra um sistema de forças externas que atuam sobre um corpo rígido; a figura II mostra o sistema das forças efetivas associadas aos pontos materiais que formam esse corpo. 

Considerando essas informações, julgue o item a seguir, a respeito dos sistemas de forças atuantes nos corpos rígidos. 

Uma vez que os referidos sistemas são equipolentes e equivalentes, é correto tratar os problemas de dinâmica associados utilizando-se métodos da estática, o que caracteriza o princípio de d’Alembert.

Considerando um disco D girando em torno de um eixo estacionário, como mostra a figura precedente, julgue o item a seguir, a respeito das características vetoriais da velocidade angular ω e da aceleração angular α.

O vetor velocidade angular ω é paralelo ao eixo XX’ e o vetor aceleração angular α é tangente ao disco D. 

Nas estradas, não é rara a situação quando um motorista se depara com a necessidade de uma frenagem brusca, visando evitar um acidente. A figura a seguir mostra um caminhão tanque que está descendo por uma rampa de uma estrada em uma região serrana, a uma velocidade de 80 km/h. O caminhão pesa 5,0×10⁴ N, considerando a carga. A estrada possui uma inclinação de 6º nesse trecho da rampa e o motorista necessita frear bruscamente o veículo para evitar uma colisão, produzindo uma força de atrito entre a estrada e o os pneus de 1,4×10⁴ N.

Considerando a situação hipotética precedente, e assumindo aceleração da gravidade g = 10 m/s², sen(6º) = 0,104, cos(6º) = 0,994 e tg(6º) = 0,105, julgue o item a seguir.

Nas condições apresentada, o caminhão irá parar totalmente após percorrer uma distância superior a 120 m. 

A seguir são apresentados os perfis de algumas barras estruturais. As seções são simétricas em relação à linha neutra. Cada uma das barras possui uma altura hn e todas elas têm a mesma área S. 

A partir dessas informações e considerando uma análise dos módulos de resistência a flexão de cada seção, julgue o item subsecutivo.

Quanto maior for a área S da seção transversal, maior será o módulo de resistência à flexão. 

A seguir são apresentados os perfis de algumas barras estruturais. As seções são simétricas em relação à linha neutra. Cada uma das barras possui uma altura h_n e todas elas têm a mesma área S. 

A partir dessas informações e considerando uma análise dos módulos de resistência a flexão de cada seção, julgue o item subsecutivo.

Para seções retangulares de mesma área S, a mais eficiente estruturalmente é a de maior altura h. 

Embora a teoria da tensão cisalhante máxima forneça uma hipótese razoável para o escoamento em materiais dúcteis, a teoria da energia de distorção máxima se correlaciona melhor com os dados experimentais. Nesta teoria, considera-se que o escoamento ocorre quando a energia associada à mudança de forma de um corpo submetido ao carregamento multiaxial for igual à energia de distorção em um corpo de prova de tração, quando o escoamento ocorre na tensão de escoamento uniaxial. A esse respeito, julgue o próximo item.

O critério de escoamento da energia de distorção máxima define que o escoamento de um material dúctil ocorre quando a energia de distorção por unidade de volume iguala ou excede a energia de distorção por unidade de volume, quando o mesmo material escoa em um ensaio de tração simples. 

Os projetos das estruturas, em geral, seguem alguns parâmetros de concepção, cujo objetivo é se conseguir estruturas que sejam seguras em primeiro lugar, porém não deixando de lado os aspectos do design, a economicidade da construção e também a funcionalidade. Nesse sentido, um projeto estrutural e sua construção não podem estar submetidos a pressões de prazos e de custos, o que pode ser muito relevante para o sucesso do projeto. A respeito desse assunto, julgue o item seguinte. 

A concepção do método dos estados limites se baseia na utilização de aspectos quantitativos, suportado por experimentações, caracterizando o comportamento determinístico dos elementos estruturais, para os quais a segurança é obtida pela introdução de coeficientes de segurança internos e externos. 

A figura a seguir ilustra uma barra circular de aço, maciça e presa em uma extremidade. A barra tem comprimento igual a 2 m, diâmetro D = 10 cm e está submetida a um esforço de torção representado pelo torque T. 

Tendo como referência essas informações, e assumindo 3,14 como valor aproximado de π, julgue o item a seguir.

Na situação apresentada, para que a tensão de cisalhamento máxima τ_max = 180 Mpa não seja excedida, o maior valor do torque que pode ser aplicado à barra é inferior a 1.800 kN. m.

Na estrutura apresentada a seguir, as barras AB e CB têm comprimento L = 1 m e área transversal de 18 cm², e a barra BD tem área transversal de 9 cm². As barras são de aço, com módulo de elasticidade E = 2.100 t/cm² e o ângulo β = 60º. Nessa estrutura, P é uma carga de 45 t. 

A partir dessas informações, e assumindo sen(60) = 0,86, sen² (60º) = 0,75 e sen³ (60º) = 0,65, julgue o item a seguir.

Na situação apresentada, os esforços normais nas barras AB, CB e BD são superiores respectivamente a 12.000 kg, 12.000 kg e 18.500 kg e o deslocamento do nó B é inferior a 0,06 cm. 

Considerando a figura precedente, que mostra uma viga de comprimento L, biapoiada (apoios A e B) e submetida a uma carga distribuída q, julgue o item a seguir.

Os diagramas 1 e 2 a seguir representam, de forma genérica, respectivamente o diagrama de momento fletor e o diagrama de esforço cortante, para a viga em questão.  

Uma mangueira com um bocal, mostrada na figura a seguir, é utilizada para o abastecimento de água por um caminhão pipa. O diâmetro interno da mangueira é de 6 cm e se reduz a 2,0 cm na saída do bocal. Para encher a cisterna de 4.000 litros de uma residência, são necessários 10 min. 

Com base nas informações precedentes, considerando a densidade da água de 1.000 kg/m³, o valor aproximado de π igual a 3,14, e assumindo regime estacionário, julgue o item subsequente. 

Para atender as condições apresentadas, a vazão de massa de água na mangueira e a velocidade média da água na saída do bocal devem ser superiores, respectivamente, a 6,5 kg/s e 21,0 m/s. 

Um aspecto fundamental para que uma aeronave possa decolar e se manter no ar é aquele associado às forças de sustentação, arrasto, empuxo e o peso da aeronave. A figura I a seguir mostra como esse conjunto de forças atua na aeronave, enquanto a figura II mostra as características da asa que permitem com que esse conjunto de força atue de forma controlada. 

A partir dessas informações, e considerando os aspectos associados ao escoamento do ar pela asa do avião e a sua consequente sustentação, julgue o item a seguir.

A área de sustentação do avião é aquela localizada acima da asa, a qual é submetida à diferença de pressão entre as regiões identificadas por 1 e 2 na figura II, respectivamente maior e menor que a pressão atmosférica. 

No escoamento interno em um duto longo, existe uma região de entrada em que um escoamento aproximadamente não viscoso a montante converge para o tubo e entra nele. As camadas limite viscosas crescem a jusante, retardando o escoamento axial próximo à parede, acelerando o escoamento na região central para manter o requisito de continuidade incompressível. A uma distância finita da entrada, as camadas limite fundem-se e o núcleo não viscoso desaparece. O escoamento no tubo fica então inteiramente viscoso, e a velocidade axial se ajusta levemente até que, em x = Le, ela não muda mais com x, sendo chamada de totalmente desenvolvida. A figura a seguir ilustra esse processo. 


Tendo como referência essas informações, julgue o item a seguir, a respeito do escoamento de fluidos viscosos e incompressíveis em tubos.

A jusante de x = Le, o perfil de velocidade é constante, a tensão cisalhante na parede é constante e a pressão cai linearmente com x, tanto para escoamento laminar como para escoamento turbulento.

Uma gota de um líquido próxima a cair na ponta de uma mangueira é caracterizada pela expressão a seguir.  
  T = (Y -Y₀) x (d_e)² / H

Nessa expressão:

γ é o peso específico da gota de água;
γ0 é o peso específico do vapor em torno da gota d’água;
d_e é o diâmetro da gota em seu equador;
T é tensão superficial;
H é uma função determinada empiricamente.

A respeito da análise dimensional dessa equação, julgue o item que se segue. 


Para que a equação em tela seja dimensionalmente homogênea, as dimensões de H devem ser [( kg× m)/N], em que N é a força em Newton, kg é a unidade de massa e m é a unidade de comprimento. 

Uma tubulação de diâmetro de 2,5 cm é utilizada para encher uma caixa d’água de 1.000 litros de volume útil, conforme ilustra a figura a seguir. A caixa d’água leva uma hora para encher com a válvula de distribuição aberta, fornecendo um fluxo constante de água a uma velocidade de 0,2 m/s.

Com base nessa situação, julgue o item a seguir.

Para encher a caixa d’água nas condições apresentadas, a água deve entrar na caixa d’água com velocidade superior a 0,50 m/s.  

Quando se aplica o soro fisiológico na veia do braço de um paciente, o frasco é posicionado em uma altura que permita o soro fluir para dentro do corpo, conforme ilustra a figura a seguir. Considere que a pressão sanguínea e a pressão do soro sejam iguais quando o frasco do soro estiver a uma altura de 1,2 m acima do nível do braço; o frasco está aberto à atmosfera e o fluido é incompressível e a densidade do soro é de 1.020 kg/m³. 

Considerando essas informações, julgue o item seguinte.

Caso a pressão do soro tenha de ser 20 kPa para garantir uma vazão adequada ao tratamento, a altura com que o frasco deverá ser fixado acima do nível do braço do paciente deverá ser superior a 2,5 m.

Segundo a Lei da Viscosidade de Newton, para um fluido bem ordenado, no qual as partículas movem-se retilineamente, em linhas paralelas, a tensão de cisalhamento em uma interface tangente à direção do escoamento é proporcional à razão de variação da velocidade na direção normal à interface. Acerca das propriedades dos fluidos newtonianos, julgue o item a seguir.  

Todos os gases e a maioria dos líquidos simples são fluidos ditos newtonianos.  

Considerando que um gás perfeito é definido como um gás a uma densidade suficientemente baixa, de modo que as forças intermoleculares e a energia associada possam ser desprezadas, julgue o próximo item. 

Um gás perfeito à determinada pressão tem uma energia interna específica definida, qualquer que seja a temperatura.  

Segundo o enunciado de Clausius para a 2.ª Lei da Termodinâmica, é impossível construir um dispositivo que opere em um ciclo termodinâmico e que não produza outros efeitos, além da passagem de calor de um corpo frio para um corpo quente. A esse respeito, julgue o item subsecutivo.

O ciclo de Carnot é o ciclo de maior rendimento que pode operar entre dois reservatórios de temperaturas constantes, nos quais todos os processos são reversíveis.  

O gráfico a seguir mostra a disponibilidade versus ângulo de manivela em um motor de combustão interna de ignição por centelha, que caracteriza o uso da disponibilidade e da irreversibilidade em um problema termodinâmico real. 

A partir desse gráfico e considerando os conceitos de disponibilidade e irreversibilidade na termodinâmica, julgue o item a seguir. 

Quanto mais irreversibilidade está associada a uma mudança de estado, mais trabalho será realizado.