A aplicação das equações de equilíbrio recai em quatro categorias. Essas categorias diferem no número e tipo (força ou momento) de equações de equilíbrio independentes necessárias para resolver o problema. As categorias são:

I. Categoria 1: O equilíbrio de forças, todas concorrentes no ponto O, requer todas as três equações de força, mas nenhuma equação de momento, porque o momento das forças em torno de qualquer eixo que passe por O vale zero.

II. Categoria 2: O equilíbrio de forças está em um plano e é concorrente em um ponto O. Requer apenas as duas equações de força, pois o somatório de momentos em relação ao ponto O é nulo.

III. Categoria 3: O equilíbrio de forças paralelas requer apenas uma equação de força, aquela na direção das forças, e duas equações de momento em torno dos eixos (𝑦 𝑒 𝑧), que são paralelas à direção das forças.

IV. Categoria 4: O equilíbrio de um sistema geral de forças requer todas as três equações de força e todas as três equações de momento.

É CORRETO o que se afirma em:

As Leis de Newton fornecem as condições nas quais uma partícula sujeita a forças está em equilíbrio estático. Em problemas de equilíbrio de partículas, a partícula considerada pode representar apenas uma partícula de um corpo ou estrutura, ou uma parte do corpo ou estrutura, ou todo o corpo ou estrutura. Ao aplicar a somatória de forças na partícula, todas as forças que são aplicadas à partícula devem ser incluídas. Essas forças têm diversas origens, como segue:

I. Algumas das forças podem ser devidas à interação das partículas com o seu ambiente, tais como o peso devido à gravidade, a força do vento soprando contra a estrutura, as forças de atração magnética de objetos próximos, etc.

II. Algumas das forças podem ser devidas a elementos estruturais que estão ligados (ou contidos) na partícula. Por exemplo, se uma partícula específica tem um cabo ligado a ela, o cabo normalmente irá aplicar uma força à partícula.

III. Algumas das forças podem ser devidas aos apoios. Por exemplo, se uma partícula (ou corpo que a partícula representa) está colada a uma superfície, a cola normalmente irá aplicar forças à partícula. Chamamos essas forças de forças de fixação.

IV. Quando utilizarmos a forma escalar, vamos calcular os componentes das forças nas direções 𝑥 𝑒 𝑦 e somar as forças em cada uma dessas direções.

É CORRETO o que se afirma em:

A maneira como um objeto é apoiado determina a sua fixidez, e se é estaticamente determinado ou indeterminado. Esses conceitos são definidos como segue:

I. Fixidez completa: tem apoios que são suficientes em número e disposição, para que o corpo seja completamente fixo no espaço e não experimente nenhum movimento em qualquer direção sob a ação de algum conjunto possível de forças.

II. Fixidez parcial: tem apoios que irão permitir seu movimento em somente uma direção. Não interessa se esse movimento seja gerado pela força e/ou momento que são aplicados, e se o corpo está inicialmente em movimento.

III. Sem fixidez: não tem apoios e está totalmente livre para se deslocar e girar no espaço.

IV. Corpo estaticamente determinado: as equações de equilíbrio da estática são suficientes para determinar todas as forças desconhecidas e/ou outras incógnitas que aparecem nas equações de equilíbrio.

V. Corpo estaticamente indeterminado: as equações de equilíbrio da estática não são suficientes para determinar todas as forças desconhecidas e/ou outras incógnitas que aparecem nas equações de equilíbrio.

É CORRETO o que se afirma em:

Um corpo pode ser submetido a vários tipos de cargas externas, todavia, qualquer uma delas pode ser classificada como uma força de superfície ou uma força de corpo. Essas forças geram forças internas num corpo deformável.

Pode-se afirmar sobre as forças internas:

I. Força Normal N: Essa força age perpendicularmente à área e se desenvolve sempre que as cargas externas tendem a empurrar ou puxar os dois segmentos do corpo.

II. Força de Cisalhamento, V: A força de cisalhamento encontra-se no plano da área e é desenvolvida quando as cargas externas tendem a provocar deslizamento de um dos segmentos do corpo sobre o outro.

III. Momento de Torção ou Torque, T: Esse efeito é desenvolvido quando as cargas externas tendem a torcer um segmento do corpo com relação ao outro.

IV. Momento Fletor, M: O momento fletor é causado pelas cargas externas, que tendem a fletir o corpo em torno de seu próprio eixo.

É CORRETO o que se afirma em:

Para transmitir potência de uma árvore à outra, podemos utilizar conjuntos de engrenagens, conforme mostrado na figura.

Com relação à transmissão de potência, assinale a alternativa CORRETA.

A convecção pode ser classificada como convecção natural (ou livre) ou forçada, dependendo de como o movimento do fluido é iniciado. Na convecção forçada, o fluido é forçado a escoar sobre a superfície ou dentro de um tubo por meios externos, como bomba ou ventilador. Na convecção natural, qualquer movimento do fluido é causado por meios naturais, como o efeito empuxo, que se manifesta com fluidos quentes subindo e fluidos frios descendo. A experiência mostra que a transferência de calor por convecção depende fortemente das propriedades do fluido, como viscosidade dinâmica, condutividade térmica, densidade e calor específico, assim como da velocidade do fluido. Ela também depende da geometria e da rugosidade da superfície sólida, além do tipo de escoamento do fluido (modo laminar ou turbulento).

Considerando o texto apresentado, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.

I. Todas as observações experimentais indicam que a temperatura do fluido é maior próximo à superfície do que nas camadas adjacentes do fluido.

PORQUE

II. O fluido, em contato direto com um sólido, “adere” à superfície por causa dos efeitos viscosos, atingindo repouso completo na superfície, onde não há escorregamento.

A respeito dessas asserções, assinale a opção CORRETA.

A determinação das taxas de transferência de calor de um sistema e, consequentemente, o tempo de aquecimento ou resfriamento e a variação de temperatura são os objetivos da transferência de calor. A termodinâmica trabalha com estados termodinâmicos em equilíbrio e transformações de um estado de equilíbrio para outro. A transferência de calor, por sua vez, trabalha com sistemas que não estão em equilíbrio térmico, pois são fenômenos de não equilíbrio termodinâmico. O estudo da transferência de calor não pode ser baseado apenas nos princípios da termodinâmica. A primeira lei estabelece que a taxa de energia transferida para um sistema deve ser igual à taxa de crescimento de sua energia.

Considerando o texto apresentado, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.

I. Quanto maior o gradiente de temperatura, maior a taxa de transferência de calor.

PORQUE

II. A taxa de calor transferido deve ser na direção da maior temperatura.

A respeito dessas asserções, assinale a opção CORRETA.

Condução é a transferência de energia das partículas mais energéticas de uma substância para partículas vizinhas adjacentes menos energéticas, como resultado da interação entre elas. A condução pode ocorrer em sólidos, líquidos ou gases e a sua taxa de transferência de calor é definida pela equação da figura abaixo. Em líquidos e gases, a condução deve-se às colisões das moléculas em seus movimentos aleatórios. Nos sólidos, ela acontece por causa da combinação das vibrações das moléculas em rede, e a energia é transportada por elétrons livres.

Considerando a condução de calor em regime permanente através de uma grande parede de espessura ∆𝑥 = 𝐿 e área 𝐴 e a equação da taxa de condução de calor, assinale a alternativa CORRETA:

A resistência dos materiais é um ramo da mecânica que estuda as relações entre as cargas externas aplicadas a um corpo deformável, e a intensidade das forças internas que agem no interior do corpo. Nesse contexto, analise as alternativas abaixo:

I. As forças de superfície são causadas pelo contato direto de um corpo com a superfície de outro, que pode ser idealizada como uma única força concentrada.

II. Se a carga de superfície for aplicada ao longo de uma área estreita, ela pode ser idealizada como uma carga distribuída linear.

III. As forças de superfície, que se desenvolvem nos apoios ou pontos de contato entre corpos, podem ser idealizadas como uma carga de reação.

IV. Quando uma carga externa tende a provocar o deslizamento de um segmento do corpo sobre o outro, essa força interna é uma força normal.

V. Se o corpo for submetido a um sistema de forças coplanares, então haverá na seção apenas componentes da força normal e força de cisalhamento.

É CORRETO o que se afirma em:

Pode-se distinguir dois grupos de variáveis nos projetos de mancais de deslizamento: no primeiro grupo, estão aquelas cujos valores são dados ou que estão sob o controle do projetista e, no segundo grupo, estão as variáveis dependentes, aquelas que o projetista não pode controlar, exceto indiretamente, por mudança de uma ou mais das variáveis do primeiro grupo. As variáveis abaixo fazem parte do primeiro grupo:

I. Viscosidade 𝜇.

II. Velocidade N.

III. Aumento de temperatura.

IV. Razão de fluxo em volume de óleo 𝑄.

Está CORRETO apenas o que se afirma em:

O objetivo da lubrificação é reduzir o atrito, o desgaste e o aquecimento de partes de máquinas que se movem em relação umas às outras. Um lubrificante é qualquer substância que, quando inserida entre superfícies que se movem, alcança esses propósitos.

Sobre os tipos de lubrificação, avalie as afirmativas a seguir.

I. Lubrificação hidrodinâmica significa que as superfícies de carregamento de carga do mancal se encontram separadas por uma película relativamente espessa de lubrificante.

II. A lubrificação de película completa ou fluida depende da introdução de lubrificante sob pressão, mas requer, sim, a existência de um suprimento adequado em todos os momentos.

III. Lubrificação hidrostática é obtida pela introdução do lubrificante na área de suporte de carga, a uma pressão alta o suficiente para separar as superfícies com uma película relativamente espessa de lubrificante.

IV. Lubrificação elasto-hidrodinâmica é o fenômeno que ocorre quando um lubrificante é introduzido entre superfícies que estão em contato de rolamento.

Está CORRETO apenas o que se afirma em:

Quando se faz referência à temperatura ou pressão de um sistema, pressupõe-se que todos os pontos do sistema possuem a mesma, ou basicamente a mesma, temperatura e pressão. Quando se pressupõe que as propriedades são constantes de um ponto ao outro e quando não há tendência de mudança com o tempo, existe uma condição de equilíbrio termodinâmico. Se um sistema sofre mudança de um estado de equilíbrio para outro, a série de estados sucessivos que o sistema atravessa é chamada de processo.

Considerando o texto apresentado, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.

I. As propriedades de um sistema têm os mesmos valores que tinham no início do processo.

PORQUE

II. Um sistema, em um determinado estado inicial, sofre uma série de processos e volta ao estado inicial. Tal sistema passa por um ciclo.

A respeito dessas asserções, assinale a opção CORRETA.

A segunda lei da termodinâmica, que diz respeito à transferência de energia térmica, ou seja, à conversão de calor em trabalho útil, pode ser expressa de formas diferentes.

Assinale a alternativa CORRETA:

Pelos dados obtidos em um ensaio de tração ou compressão, é possível calcular vários valores da tensão e da deformação correspondente no corpo de prova e, então, construir um gráfico com esses resultados. A curva é denominada diagrama tensão-deformação.

Sobre o diagrama pode-se considerar:

I. Um diagrama tensão-deformação é importante na engenharia porque proporciona um meio para obtenção de dados sobre a resistência à tração ou à torção de um material, sem considerar o tamanho ou a forma física do material.

II. Tensão e deformação de engenharia são calculadas pela área da seção transversal e comprimento de referência originais do corpo de prova.

III. A ductilidade de um material pode ser especificada pela porcentagem de alongamento ou pela porcentagem de redução da área do corpo de prova.

IV. Um material dúctil, como o aço doce, tem quatro comportamentos distintos quando é carregado: comportamento plástico, escoamento, endurecimento por deformação e estricção.

V. Materiais frágeis, como o ferro cinzento, apresentam pouco ou nenhum escoamento e sofrem ruptura repentina.

Está CORRETO apenas o que se afirma em:

As vigas certamente podem ser consideradas entre os mais importantes de todos os elementos estruturais. Citamos como exemplo elementos utilizados para suportar o piso de um edifício, a plataforma de uma ponte ou a asa de um avião. Por conta dos carregamentos aplicados, as vigas desenvolvem uma força de cisalhamento interna e um momento fletor que, em geral, variam de ponto para ponto ao longo do eixo da viga. No cálculo da tensão de flexão desenvolvida na viga, podemos considerar:

I. A tensão de flexão é considerada uma tensão normal à seção transversal.

II. O momento de inércia utilizado na equação é da seção transversal superior ou inferior à linha neutra a qual se deseja calcular a tensão de flexão.

III. No cálculo da tensão máxima de flexão, utiliza-se a distância máxima em relação ao eixo neutro.

IV. O momento fletor utilizado na equação é o valor máximo para dimensionamento.

V. Na posição da linha neutra de uma seção transversal sob tensão de flexão, a deformação é máxima.

Está CORRETO apenas o que se afirma em:

Os materiais podem ser classificados como dúcteis ou frágeis, dependendo de suas características de tensão-deformação. Qualquer material que possa ser submetido a grandes deformações antes de sofrer ruptura é denominado material dúctil. Materiais que exibem pouco ou nenhum escoamento antes da falha são denominados materiais frágeis. Considerando a deformação desses materiais, podemos observar pontos importantes:

I. Um material dúctil, como o aço doce, tem quatro comportamentos distintos quando é carregado: comportamento elástico, escoamento, endurecimento por deformação e estricção.

II. A ductilidade de um material pode ser especificada pela porcentagem de alongamento ou pela porcentagem de redução da área do corpo de prova.

III. Se a tensão ultrapassar ligeiramente o limite de proporcionalidade, o material ainda pode responder de maneira elástica.

IV. Endurecimento por deformação é usado para estabelecer um ponto de escoamento mais alto para um material. O material é submetido à deformação além do limite elástico. O módulo de elasticidade permanece o mesmo, porém, a ductilidade do material aumenta.

V. Um material é linear elástico se a tensão for proporcional à deformação dentro da região elástica. Essa propriedade é denominada Lei de Hooke, e a inclinação da curva é denominada módulo de resistência.

É CORRETO o que se afirma em:

O centroide é definido como sendo a posição média de uma distribuição de formas. Se a distribuição é constituída de uma única forma, esta forma pode ser uma linha (reta ou curva), uma área ou um volume. As equações que definem a posição do centroide de uma área são apresentadas abaixo:

Sobre a equação, pode-se observar:

I. Onde n é o número de formas compostas que constitui toda a área, 𝐴𝑖 é a área de forma composta, 𝑖, 𝑥_𝑖 𝑒 𝑦_𝑖 são as localizações do centroide do elemento de área, 𝐴_𝑖 medido a partir da origem do sistema de coordenadas.

II. Na equação, o numerador da somatória de 𝑥̃_𝑖𝐴_𝑖 é chamado de primeiro momento da área em torno do eixo 𝑦.

III. Na equação, o numerador da somatória 𝑦̃_𝑖𝐴_𝑖 é chamado de primeiro momento de área em torno do eixo 𝑦.

IV. Na equação, o numerador da somatória de 𝑥̃_𝑖𝐴_𝑖 é chamado de primeiro momento da área em torno do eixo 𝑥.

V. Na equação, o numerador da somatória 𝑦̃_𝑖𝐴_𝑖 é chamado de primeiro momento de área em torno do eixo 𝑥.

É CORRETO o que se afirma em:

As propriedades das substâncias puras são divididas em duas classes: propriedades intensivas, que independem da massa da substância, e propriedades extensivas, que dependem diretamente da massa da substância.

Assinale qual grupo de propriedades pode ser destacado como de propriedades intensivas:

Uma maneira de transmitir potência pode ser desenvolvida por meio de uma polia motora e de uma polia movida, ou múltipla, quando existem polias intermediárias com diâmetros diferentes.

Considerando a transmissão mostrada na figura acima, em que temos a relação de transmissão 𝑖 = 𝑑₁⁄𝑑₃, analise as condições:

I. Para reduzir a velocidade na transmissão, a polia movida deve ser menor que a polia motora.

II. Para aumentar a velocidade na transmissão, a polia movida deve ser menor que a polia motora.

III. Para aumentar a velocidade na transmissão, a polia movida deve ser maior que a polia motora.

IV. Para reduzir a velocidade na transmissão, a polia movida deve ser maior que a polia motora.

V. Para reduzir a velocidade na transmissão, a polia motora deve ser menor que a polia movida.

Está CORRETO apenas o que se afirmar em:

Numa transmissão de potência (Figura abaixo), a relação de transmissão é a relação entre os parâmetros de movimento circular, como a velocidade angular (w), a frequência (f), o número de voltas das polias (n) numa unidade de tempo, o torque (T) e os seus diâmetros (d). A velocidade periférica (V) é a mesma para as duas rodas.

A relação de transmissão pode ser calculada pelas expressões:

I. 𝑖 = 𝑑₂⁄𝑑₁

II. 𝑖 = 𝑤₂⁄𝑤₁

III. 𝑖 = 𝑓₁⁄𝑓₂

IV. 𝑖 = 𝑛₁⁄𝑛₂

V. 𝑖 = 𝑇₁⁄𝑇₂

Está CORRETO apenas o que se afirmar em: