Questões da Prova Aeronáutica - 2014 - CIAAR - Engenharia Mecânica

A figura abaixo representa duas chapas de aço com espessura de 12 mm, soldadas através de dois filetes convexos. Sobre as chapas atuam três forças indicadas por setas. O sistema está em equilíbrio estático. As chapas têm larguras de 50 e 70 mm. A largura de cada filete é 12 mm e o comprimento 100 mm. O aço da chapa superior tem limite de escoamento de 210 MPa e o da chapa inferior, 350 MPa. O metal da solda tem limite de escoamento de 320 MPa. O limite de escoamento ao cisalhamento de cada material é sessenta por cento do limite de escoamento à tração e a união deve ser dimensionada com fator de segurança 2,0 sobre o limite de escoamento, à tração ou ao cisalhamento, conforme for o caso.

Duas placas soldadas

Qual o valor limite da força aplicada à chapa superior, para que a união permaneça segura?

A figura abaixo representa um conjunto composto de motor, redutor, um par de engrenagens cilíndricas de dentes retos (módulo 8,0 mm e ângulo de pressão 20º) externas e um tambor (diâmetro 1,0 m). O motor de 18kW e 1750 rpm está ligado a um redutor de velocidade, cuja relação entre a velocidade de saída e de entrada é 1:14 e o eixo de saída do redutor está ligado a um par de engrenagens (D1 e D2). A engrenagem maior, D2, é concêntrica ao tambor e está ligada a ele.

Representação esquemática de um guincho com tambor.

Um cabo (omitido no desenho), tangente ao tambor é usado para erguer e abaixar uma carga, com velocidade vertical de 3010 mm/s. D1 tem diâmetro primitivo de 184 mm. Qual o número de dentes da engrenagem D2?

Um bloco de 100kN deve ser arrastado sobre uma superfície plana, pela ação de uma força F constante aplicada em um cabo, conforme a representação abaixo. O cabo está ligado a um disco aparafusado ao bloco por quatro parafusos M10 com passo 1,5 mm, a área da seção resistente (A_t) é 60 mm² , a tensão de prova (S_P) é 380 MPa e a tensão de ruptura (S_u) é de 520 MPa. Os parafusos foram encostados manualmente e sem ferramenta, eliminando-se a folga na rosca.

Bloco sendo arrastado sobre superfície plana.

Desprezando a concentração de tensões e considerando o carregamento estático, instantes antes do movimento do bloco começar, qual o fator de segurança sobre a tensão de prova dos parafusos para este arranjo construtivo?

Considere a representação de uma viga biapoiada e com carregamento distribuído presente na figura abaixo.

Viga biapoiada com carregamento distribuído

Qual a localização (x) e o valor do momento fletor máximo (M) atuando na viga?

A figura abaixo representa uma fonte suspensa, composta por duas cubas, duas hastes e um sistema de bombeamento. As hastes são concêntricas e estão soldadas entre si e, cada uma, à borda de uma das cubas, por meio de braços radiais, que não foram representados. Há um furo cilíndrico que atravessa as duas hastes e serve de passagem para a água bombeada de baixo para cima, a partir da cuba inferior. A água jorra por furos radiais à haste superior, escorre para a cuba superior e, em seguida, transborda para a cuba inferior. O ciclo se repete sem perda de água. Conforme indicado na figura, a haste superior tem área total A1 = 300mm² e a haste inferior tem área total A2 = 200mm² . L1 = L2 = 300mm e o módulo de elasticidade das hastes é E = 200GPa. Considerando-se que V1 = 1000l, V2 = 1500l e a massa específica da água é 1 kg/dm³ , sendo a massa de cada cuba igual a 0,4 vezes a massa da água que comporta. Cada cuba é, idealmente, rígida e contém o volume V1 ou V2 indicado, permanentemente. Desprezando-se o peso das hastes, calcule as distâncias (d1 e d2) que cada cuba descerá contada a partir da posição inicial, quando a água ainda não foi introduzida na fonte. (Considere: g = 10ms^–2.)

Fonte suspensa

Assinale a alternativa que apresenta a opção correta.