As formulações teóricas usadas no projeto de quebra-mar precisam ser testadas, em modelo em escala reduzida, para confirmar a aplicabilidade dos conceitos propostos. Nesse contexto, em que a análise dimensional tem relevância no estabelecimento da semelhança entre o mundo real e o modelo reduzido, julgue o item subsequente.  

A pressão, quando representada em modelo, deve atender à seguinte equação dimensional: [P] = M x L^-1 x T^-1. 

A atmosfera e as águas oceânicas interagem intensamente e dessa troca de energias entre fluidos resultam as ondas oscilatórias e as correntes marinhas, ao passo que as marés são geradas pela atração da Lua e do Sol sobre o planeta. Julgue o item que se segue acerca de teoria espectral e comportamento em mar irregular. 

A ação do vento de determinada velocidade sobre a superfície do oceano, inicialmente em repouso, produz ondas de oscilação que serão maiores com o crescimento da velocidade do vento e da extensão da ação do vento (pista), até ser atingido o fetch mínimo, e com o aumento da duração desse vento, até ser atingida a duração mínima. 

A atmosfera e as águas oceânicas interagem intensamente e dessa troca de energias entre fluidos resultam as ondas oscilatórias e as correntes marinhas, ao passo que as marés são geradas pela atração da Lua e do Sol sobre o planeta. Julgue o item que se segue acerca de teoria espectral e comportamento em mar irregular. 

A energia total acumulada na agitação verificada na área de geração é distribuída sobre uma gama de períodos das ondas sinusoidais que constituem a estrutura da agitação. O modelo que descreve matematicamente a distribuição proporcional aos quadrados das alturas das ondas presentes em função dos respectivos períodos (ou frequências) é denominado espectro do movimento ondulatório. 

A atmosfera e as águas oceânicas interagem intensamente e dessa troca de energias entre fluidos resultam as ondas oscilatórias e as correntes marinhas, ao passo que as marés são geradas pela atração da Lua e do Sol sobre o planeta. Julgue o item que se segue acerca de teoria espectral e comportamento em mar irregular. 

Na área de geração das ondas, o estado de agitação do mar é chamado vaga por resultar da superposição de diversos trens de ondas sinusoidais com diferentes alturas, períodos e direções que formam ângulos de até trinta graus com a direção predominante das rajadas de vento. À proporção que as ondas se distanciam da área de geração, passam para um processo de dispersão, o que faz a superfície do oceano apresentar regularidade crescente. Nesse caso, as cristas de onda ficam mais longas, as alturas das cristas diminuem e os períodos observados aumentam.

Quando submetida a mar tempestuoso, a embarcação deve estar construída para resistir às consequências da ação do mar relativas a estanqueidade, estabilidade e manobrabilidade. Julgue o item que se segue quanto ao comportamento de navios em ondas.

Denomina-se correr com o tempo à manobra do navegante que permite que o mar e o vento alcancem a embarcação pela popa, caso em que a velocidade da embarcação precisa ser menor do que a celeridade de grupo das ondas.

Quando submetida a mar tempestuoso, a embarcação deve estar construída para resistir às consequências da ação do mar relativas a estanqueidade, estabilidade e manobrabilidade. Julgue o item que se segue quanto ao comportamento de navios em ondas.

Na iminência de uma tempestade, a tripulação, sob orientação do comandante, deve providenciar, entre outras medidas, fechamento de escotilhas e portas estanques, peação de objetos passíveis de deslocamento, ajustamento dos tanques a meio nível e ajustamento do trim, via bombeamento do lastro, para deixar a embarcação abicada. 

Quando submetida a mar tempestuoso, a embarcação deve estar construída para resistir às consequências da ação do mar relativas a estanqueidade, estabilidade e manobrabilidade. Julgue o item que se segue quanto ao comportamento de navios em ondas.

O termo capear é atribuído à manobra para manter a embarcação navegando na direção do vento e das ortogonais perpendicularmente às cristas das ondas, com a proa chegada ao vento, o que maximiza o caturro, que imprime à embarcação grande esforço estrutural.

Com base nessas informações, julgue o item seguinte, que tratam de isostática e diagrama de esforços em viga.

O exame do diagrama de esforços cortantes dessa viga permite observar que, para o carregamento definido, o maior esforço cortante ocorre nas seções onde estão as cristas da onda e que não há esforço cortante, a meio navio, entre proa e popa. 

Com base nessas informações, julgue o item seguinte, que tratam de isostática e diagrama de esforços em viga.

Pelo diagrama de momentos dessa viga, constata-se que, para o carregamento definido, não há momento superior a 1 Joule, em valor absoluto; nas seções onde estão as cristas, o convés e a faixa superior do casco estão tracionados; a meio navio, entre proa e popa, o fundo da embarcação e a faixa inferior do casco estão tracionados.

Na construção da embarcação, a flutuabilidade depende da estanqueidade do casco, o qual é construído com vários formatos, a depender da carga a ser transportada. Em geral, o casco é constituído de fundo, que é a parte mais baixa, de costado, que é a parte lateral, e de encolamento, que faz a ligação entre o fundo e o costado. O casco completo tem, portanto, duas laterais e dois encolamentos. O pavimento que fecha a parte superior do casco é denominado de convés, o qual pode contribuir para o fechamento completo do casco, como nos navios petroleiros, ou pode ter aberturas para a admissão de carga, como nos navios graneleiros e porta-contenedores.

Julgue o item subsecutivo acerca da nomenclatura e da função dos elementos estruturais de uma embarcação.

 A quilha é uma viga-mestra que percorre todo o comprimento do navio, e as longarinas são vigas horizontais que, no plano longitudinal da embarcação, unem entre si as cavernas, as quais designam as peças de reforço colocadas transversalmente que formam o arcabouço do navio e servem para dar apoio ao forro exterior. Na direção transversal do casco, posicionam-se os vaus, que são vigas horizontais que unem as cavernas entre si e dão suporte a pavimentos. Já as anteparas são paredes de chapa longitudinais ou transversais cuja função é delimitar espaços, fortalecer a estrutura ou garantir a estanqueidade de um compartimento.

Na construção da embarcação, a flutuabilidade depende da estanqueidade do casco, o qual é construído com vários formatos, a depender da carga a ser transportada. Em geral, o casco é constituído de fundo, que é a parte mais baixa, de costado, que é a parte lateral, e de encolamento, que faz a ligação entre o fundo e o costado. O casco completo tem, portanto, duas laterais e dois encolamentos. O pavimento que fecha a parte superior do casco é denominado de convés, o qual pode contribuir para o fechamento completo do casco, como nos navios petroleiros, ou pode ter aberturas para a admissão de carga, como nos navios graneleiros e porta-contenedores.

Julgue o item subsecutivo acerca da nomenclatura e da função dos elementos estruturais de uma embarcação.

O pontal é a dimensão vertical entre a face externa do fundo do casco e a face superior do convés, ao passo que a boca é a dimensão horizontal entre as faces externas das laterais do casco, cuja medida é importante na decisão sobre a passagem da embarcação em eclusa marítima ou canal marítimo navegável; já o comprimento entre perpendiculares é a distância horizontal, medida entre pontos, entre a proa e a popa, as quais entram em contato com a linha de flutuação. 

Um navio-tanque de 60.000 dwt tem casco que oferece resistência a pressões externas de até 200 kN/m² . Ao se aproximar do berço, em manobra de atracação, com velocidade regulamentar, essa embarcação pressiona a defensa do tipo SCK Cell Fender, modelo SCK 1000, que consiste em cilindro de borracha natural ou sintética com malha de aço interna, com medidas de 1,1 m de diâmetro e 1,0 m de altura. O eixo longitudinal do cilindro posiciona-se segundo uma perpendicular à face externa do berço. O cilindro está protegido por placa de aço quadrada, com lado de 1,2 m, fixada no seu topo, cujo objetivo é distribuir tensões no momento da atracação. Ao tocar a defensa, o casco do navio-tanque pressiona a placa de aço contra o cilindro de borracha e produz deformação que reduz a sua altura em 10%.

Considerando-se essas informações, julgue o item subsequente quanto à Lei de Hooke.

Caso a constante elástica do cilindro de borracha seja de 3.000 kN/m, o lado da placa quadrada de aço deve ter 1,6 m de comprimento, para que a tensão sobre o casco do naviotanque seja de 200 kN/m² e a deformação do cilindro atinja 15% de sua altura.

Um navio-tanque de 60.000 dwt tem casco que oferece resistência a pressões externas de até 200 kN/m² . Ao se aproximar do berço, em manobra de atracação, com velocidade regulamentar, essa embarcação pressiona a defensa do tipo SCK Cell Fender, modelo SCK 1000, que consiste em cilindro de borracha natural ou sintética com malha de aço interna, com medidas de 1,1 m de diâmetro e 1,0 m de altura. O eixo longitudinal do cilindro posiciona-se segundo uma perpendicular à face externa do berço. O cilindro está protegido por placa de aço quadrada, com lado de 1,2 m, fixada no seu topo, cujo objetivo é distribuir tensões no momento da atracação. Ao tocar a defensa, o casco do navio-tanque pressiona a placa de aço contra o cilindro de borracha e produz deformação que reduz a sua altura em 10%.

Considerando-se essas informações, julgue o item subsequente quanto à Lei de Hooke.

Para que seja exercida a tensão máxima sobre o casco do navio-tanque, mantida a deformação de 10% da altura do cilindro de borracha, a constante elástica do cilindro de borracha será de 3.000 kN/m.

A partir dessas informações, julgue o próximo item acerca de flexão pura em vigas, tensão de cisalhamento e deflexão de viga.  

Quando a embarcação navega em mar e recebe ondas cujas ortogonais às cristas estão alinhadas com o seu eixo longitudinal, o momento fletor a meio navio será determinado por valor proporcional a qL² /8, desde que haja uma crista à proa e outra crista à popa e o casco fique apoiado majoritariamente sobre essas duas cristas, o carregamento da embarcação possa ser representado por carga (q) uniformemente distribuída ao longo do casco e o comprimento da onda seja de (L) metros e igual ao comprimento da embarcação. Com essa abordagem, admite-se que o movimento predominante dessa embarcação seja o caturro, e que o casco esteja submetido a flexão composta reta. 

A partir dessas informações, julgue o próximo item acerca de flexão pura em vigas, tensão de cisalhamento e deflexão de viga.  

Quando a embarcação navega em mar e recebe ondas altas cujas ortogonais às cristas fazem ângulo com seu eixo longitudinal, o esforço cortante que se manifesta a 1/3 do comprimento do casco, a contar da proa, será determinado por valor proporcional a qL/3, desde que haja uma crista a 1/3 do comprimento da embarcação, próximo à proa, e outra crista à popa, ficando o casco apoiado majoritariamente sobre essas duas cristas, o carregamento da embarcação possa ser representado por carga (q) uniformemente distribuída ao longo do casco e o comprimento da onda seja de (2L/3) metros, com o terço frontal do casco funcionando como balanço, já que esse comprimento se projeta sobre a cava entre cristas a barlamar. Com essa abordagem, admite-se que os movimentos predominantes da embarcação sejam o caturro e o balanço, e que o casco, nessas condições, esteja submetido a forças cisalhantes que podem ser combatidas por anteparas e cavername. 

A partir dessas informações, julgue o próximo item acerca de flexão pura em vigas, tensão de cisalhamento e deflexão de viga.  

Quando a embarcação navega em mar e recebe ondas cujas ortogonais às cristas estão alinhadas com o seu eixo longitudinal, a deflexão a meio navio será determinada por valor proporcional a d = (5qL⁴ )/(384EI), desde que haja uma crista à proa e outra crista à popa, e o casco fique apoiado majoritariamente sobre essas duas cristas, o carregamento da embarcação possa ser representado por carga (q) uniformemente distribuída ao longo do casco, o comprimento da onda seja de (L) metros e se iguale ao comprimento da embarcação, E seja o módulo de elasticidade e I seja o momento de inércia de uma seção caixão (ou retangular oca) de eixo vertical maior que o eixo horizontal, o momento de inércia da seção seja calculado por I = (bp³ – b_mp_m ³ )/12, em que (b) é a boca, (p) é o pontal, (b_m) é a boca moldada e (p_m) é o pontal moldado. Com essa abordagem, admite-se que o movimento predominante dessa embarcação seja o caturro. 

O momento de inércia mede a resistência à flexão da seção de viga em relação a eixo que passa pelo seu centro de gravidade. Quanto maior for o valor do momento de inércia da seção, mais resistente será a viga para suportar as forças externas. O módulo de resistência à flexão é a relação entre o momento de inércia da seção em relação a um eixo e a distância do ponto mais afastado da seção àquele eixo. A respeito dessa temática, julgue o item subsequente.

O módulo de resistência — definido, para a seção caixão (ou retangular oca), pela relação W = I/(p/2) = (bp³ - b_mp_m ³ )/6p, em que b é a boca, p é o pontal, b_m é a boca moldada e p_m é o pontal moldado — é útil em pré-dimensionamentos de seções simples por representar a capacidade de resistência da viga e requerer cálculos mais simples, mas, para a seção caixão, essa vantagem aparentemente inexiste.

O momento de inércia mede a resistência à flexão da seção de viga em relação a eixo que passa pelo seu centro de gravidade. Quanto maior for o valor do momento de inércia da seção, mais resistente será a viga para suportar as forças externas. O módulo de resistência à flexão é a relação entre o momento de inércia da seção em relação a um eixo e a distância do ponto mais afastado da seção àquele eixo. A respeito dessa temática, julgue o item subsequente.

Se a seção caixão (ou retangular oca) representa adequadamente o casco da embarcação, quanto maior for a altura da seção (equivalente ao pontal), mais resistente será o casco, e quanto maior for a boca da embarcação, mais estável ela será em relação ao emborcamento. Assim, para conferir maior estabilidade, as embarcações que transportam granéis e contenedores devem ser construídas mantendo-se a relação entre boca e calado igual a sete. 

Para testar as primeiras hipóteses de cálculo do projeto do navio, o casco é assemelhado a uma viga de seção caixão, em geral, com altura maior do que a largura, a qual é submetida à ação de forças distribuídas e pontuais que promovem esforços cortantes e momentos que deverão ser resistidos pelo casco. Considerando-se o tema, especificamente quanto a dimensionamento da seção mestra, momento fletor, esforço cortante na viga e resistência primária do navio, julgue o item que se segue.

O casco deve resistir às forças estáticas, em águas tranquilas, simulando-se o cenário de carregamento no berço, momento em que devem ser consideradas forças representativas da estrutura vazia (peso próprio), da ação uniformemente distribuída da água sobre o casco (de baixo para cima), da carga (granel ou carga geral) depositada no interior dos segmentos do casco e das cargas referentes ao combustível e ao lastro, de modo que as forças estáticas sejam consideradas em separado das forças dinâmicas.