Questão de Física

SiC Al P(t) 500 500 Na extremidade livre, aplica-se um pulso de tensão de 50 MPa em um tempo WR. Determine o tempo que a onda chega à outra extremidade engastada, considerando que toda a onda de tensão elástica é transmitida para o outro material, ou seja, desprezam-se as ondas refratadas e refletidas. As propriedades mecânicas dos materiais se encontram na tabela abaixo. Propriedades Alumínio SiC Módulo de Elasticidade (GPa) 62,5 460,8 Coeficiente de Poisson 0,30 0,17 Coeficiente de dilatação térmica 24.10-6 4.10-6 linear (oC–1) Massa específica (kg/m3) 2500 3200 Tensão de ruptura (MPa) 120 700 Condutividade térmica (W/m.K) 230 65 –6 –6 (A) 142.10 s (B) 133.10 s –6 –6 (C) 71.10 s (D) 50.10 s –6 (E) 25.10 s 41 Uma empresa pretende confinar um gás inflamável sob pressão, cuja atividade-fim é a inovação tecnológica, e que atualmente está investigando novas fontes de energia. Um engenheiro foi contratado para projetar um vaso de pressão, de parede fina, que armazene esse gás a uma pressão de 5 MPa. Em uma primeira análise, optou por um vaso esférico devido às tensões normais serem menores que as do vaso cilíndrico, considerando o mesmo raio médio e a espessura de parede. Por outro lado, para um mesmo volume de gás armazenado, é possível reduzir o raio médio aumentando o comprimento do vaso cilíndrico. É bem verdade que existe um compromisso entre a espessura da parede e o raio médio para que se considere um vaso de pressão como sendo de parede fina. Presume-se que a relação entre o raio médio e a espessura da parede não seja inferior a 10 e que o material do vaso seja de aço 4340, cujas propriedades estão descritas na tabela abaixo. Propriedades do aço 4340 Valores Módulo de Elasticidade (GPa) 210 Coeficiente de Poisson 0,30 Coeficiente de dilatação térmica linear (oC–1) 12.10–6 Tensão de escoamento (MPa) 180 Resistência à tração (MPa) 400 Resistência ao cisalhamento (MPa) 200 A máxima relação permitida entre o raio médio e a espessura da parede do vaso esférico projetado com fator de segurança 2,0, utilizando o critério de resistência da máxima tensão, é: (A) 10. (B) 40. (C) 60. (D) 80. (E) 160. 42 Nas figuras abaixo, apresentam-se curvas de tensãodeformação com vários comportamentos típicos de materiais tradicionais e de novos materiais desenvolvidos para aplicação específica. Cada gráfico tem um número correspondente. Assinale a alternativa correta sobre o comportamento mecânico das curvas apresentadas.

(A) 1 – elástico linear, 2 – plástico, 3 – plástico acentuado, 4 – pseudoelástico, 5 – elastoplástico ideal, 6 – elastoplástico. (B) 1 – elástico linear, 2 – elastoplástico, 3 – plástico acentuado, 4 – plástico com mudança de fase, 5 – elastoplástico, 6 – plástico. (C) 1 – elástico linear, 2 – elastoplástico, 3 – elástico nãolinear, 4 – pseudoelástico, 5 – elastoplástico ideal, 6 – plástico. (D) 1 – elástico não-linear, 2 – elastoplástico, 3 – plástico acentuado, 4 – plástico com mudança de fase, 5 – elastoplástico ideal, 6 – elastoplástico. (E) 1 – elástico linear, 2 – plástico, 3 – puramente plástico, 4 – pseudoplástico, 5 – elastoplástico ideal, 6 – plástico. Prova Objetiva 1 | Engenharia Mecânica 43 Com base no conhecimento básico da Mecânica dos Fluidos, analise as afirmativas a seguir: I. Um fluido newtoniano pode ser tanto viscoso quando nãoviscoso, dependendo do número de Reynolds. II. Um escoamento é dito incompressível se for somente observado quando não há variação da massa específica do fluido na direção de seu escoamento. III. A velocidade do som é uma propriedade intensiva cujo valor depende das propriedades do meio através do qual a onda se propaga. IV. Um difusor supersônico é caracterizado quando a velocidade do escoamento for superior ao número de Mach igual a 1, e há uma variação de área crescente até o diâmetro da garganta, onde se observa o maior diâmetro. Assinale: (A) se somente a afirmativa I estiver correta. (B) se somente as afirmativas I e II estiverem corretas. (C) se somente as afirmativas I, II e IV estiverem corretas. (D) se somente as afirmativas II e III estiverem corretas. (E) se somente as afirmativas I e III estiverem corretas. 44 Considere uma tubulação onde há em seu interior um escoamento incompressível de um fluido em regime permanente. A tubulação possui três regiões distintas com três diâmetros internos diferentes, conforme ilustra a figura

(A) 45m/s (B) 75m/s (C) 30m/s (D) 105m/s (E) 168,75m/s 45 Um conjunto pistão-cilindro contém 0,6kg de ar, inicialmente a 20oC e sob uma pressão de 120kPa. O gás é aquecido e o expande-se à pressão constante, até a temperatura de 520 C. Determine a quantidade de calor acrescentada durante o processo. Sabe-se que o calor específico à pressão constante do ar é 1.004,0 J/kg.K, a constante dos gases 286,9 J/kg.K e a razão entre os calores específicos 1,4. (A) 86,1kJ (B) 129,0kJ (C) 215,1kJ (D) 232,8kJ (E) 301,2kJ