Uma barra de Al (Alumínio) , com 0, 7 m de comprimento, poss...
Uma barra de Al (Alumínio) , com 0, 7 m de comprimento, possui secção transversal quadrada com 120 mm de lado. A carga axial de tração aplicada na barra é de 36 kN. Determine o alongamento na barra, e assinale a opção correta.
Dado: EAl = 0,7 x 105 MPa
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Alternativa correta: D - 25 µm
1. Tema central da questão:
A questão aborda o cálculo do alongamento em uma barra submetida à tração axial. Este é um dos conceitos fundamentais da Resistência dos Materiais e aparece com frequência em provas de concursos públicos para área de engenharia/mecânica. O domínio desse tema permite avaliar como materiais se deformam sob cargas, sendo essencial para a segurança e o dimensionamento de estruturas.
2. Resumo teórico:
Quando uma barra é tracionada axialmente, seu alongamento é dado por:
ΔL = (F·L) / (A·E)
onde:
ΔL = alongamento (m),
F = força axial (N),
L = comprimento inicial (m),
A = área da seção transversal (m²),
E = módulo de elasticidade (Pa ou N/m²).
Referência: Hibbelr, R. C., "Resistência dos Materiais".
3. Resolução e justificativa da alternativa correta:
Transformando os dados:
- L = 0,7 m
- F = 36 kN = 36.000 N
- A = (0,12 m)² = 0,0144 m²
- E = 0,7 x 10⁵ MPa = 0,7 x 10⁵ x 10⁶ Pa = 7 x 10¹⁰ Pa
Aplicando na fórmula:
ΔL = (36.000 × 0,7) / (0,0144 × 7 × 10¹⁰)
ΔL = 25.200 / 1,008 × 10⁹
ΔL ≈ 2,5 × 10⁻⁵ m = 25 × 10⁻⁶ m = 25 µm
Portanto, a opção D é correta.
4. Análise das alternativas incorretas:
A (12 µm), B (15 µm), C (20 µm), E (36 µm): Todas resultam de cálculos incorretos, seja por erro na conversão de unidades, uso errado dos dados ou da fórmula. Recomenda-se sempre atenção à conversão de unidades e aos passos matemáticos para evitar esses enganos.
5. Estratégias para interpretação:
- Atenção às unidades: Sempre converta mm² para m² e kN para N.
- Leia atentamente o valor do módulo de elasticidade (note que está em MPa, mas a equação exige valores em Pa).
- Verifique se a área corresponde à seção dada (quadrado de 120 mm convertido corretamente para metros).
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