Um corpo de prova de aço, com seção retangular de 100 mm x ...
Supondo-se que a deformação é inteiramente elástica, qual a deformação (ε) dessa peça?
Dado: módulo da elasticidade do aço = 20 GPa
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Gabarito: Alternativa A - 2,5 × 10-3
1. Tema central da questão
Esta questão trata da deformação elástica (ε) em corpos submetidos à tração, um conceito fundamental da Resistência dos Materiais. Saber calcular a deformação é essencial para analisar a segurança e o desempenho de estruturas metálicas.
2. Resumo teórico
Quando um material é tracionado (esticado) dentro do seu limite elástico, ele se deforma proporcionalmente à tensão aplicada. Essa relação é dada pela Lei de Hooke:
σ = E × ε
Onde:
σ = Tensão (N/m² ou Pa)
E = Módulo de Elasticidade (Pa ou N/m²)
ε = Deformação
A tensão é calculada por σ = F / A, onde F é a força e A é a área da seção transversal.
3. Resolução e justificativa da alternativa correta
- Área da seção: A = 100 mm × 200 mm = 20.000 mm² = 0,02 m²
- Tensão: σ = 1.000.000 N / 0,02 m² = 50.000.000 N/m² = 50 MPa
- Substituindo na Lei de Hooke:
ε = σ / E = 50 × 106 / 20 × 109 = 2,5 × 10-3
4. Por que as demais alternativas estão incorretas?
B - 5,0 × 10-4: Valor muito baixo, calculado se o módulo ou tensão fossem diferentes.
C - 0,25: Deformação irrealisticamente alta para aço (padrão é 10-3 ou menor em regime elástico).
D - 50: Valor absurdamente alto para deformação unitária.
E - 2,5 × 103: Ordem de grandeza invertida; não condiz com a física do problema.
5. Estratégias para interpretar questões desse tipo
- Verifique sempre as unidades (converta mm² para m²!)
- Atente para ordem de grandeza típica das deformações elásticas.
- Desconfie de valores irreais (muito grandes ou muito pequenos para o contexto).
Fontes: Hibbeler, R. C. - Resistência dos Materiais; ABNT NBR 8800.
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MODULO DE ELÁSTICIDADE = TENSÃO / DEFORMAÇÃO
E=T/D
T/D=E
D=T/E
D=(1.000.000 N/0,02 m²)/20 GPa
D=(1 X10^6 N/ 2 X10^-2m²)/20 X 10 ^9 Pa
D= 0,5 X10 ^8 Pa / 20 X 10 ^9 Pa
D= 50 X 10 ^6 Pa / 20 X 10 ^9 Pa
D = 2.5 X 10 ^-3
σ = E x ε
(1x10ˆ6/0,02) = 20x10ˆ9 x ε
ε = 2,5x10ˆ-3
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