Questões de Concurso sobre Mecânica dos Sólidos

Uma carga de 100 kN está suspensa pelas barras 1, 2 e 3 conforme mostra a figura a seguir:

Dados: sen 60º = 0,866

cos 60º = 0,500

sen 45º = cos 45º = 0,707

O valor, em módulo, da força F1 atuante na barra 1 é igual a

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:

Muitas vezes um elemento pode estar sujeito a várias cargas simultaneamente e, para determinar a distribuição de tensão resultante, é necessário determinar a distribuição de tensão devido à cada carga e, então, aplicar a superposição para determinar a distribuição de tensão resultante.

Considerando o elemento sujeito às cargas na figura:

Em relação às cargas, com as tensões desenvolvidas no elemento, avalie as afirmativas a seguir.

I. No ponto B, a carga horizontal de 10 kN desenvolve uma tensão normal de compressão.

II. No ponto A, a carga vertical de 20 kN desenvolve uma tensão de cisalhamento.

III. No ponto B, a carga vertical de 20 kN desenvolve uma tensão de flexão de compressão.

IV. No ponto A, a carga vertical de 20 kN desenvolve uma tensão de flexão de tração.

V. No ponto A, a carga horizontal de 10 kN desenvolve uma tensão normal de tração.

Está CORRETO apenas o que se afirma em:

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:

Suponha que, sob carga estática, um elemento de tensão em um ponto de um corpo submetido a um estado plano de tensões tenha tensões principais ${\sigma }_1$ e ${\sigma }_2$ com valores positivos. Nesse caso, a máxima tensão de cisalhamento, ${\tau }_{max}$, equivale a ${\tau }_{max}=\frac{{\sigma }_1-{\sigma }_2}{2}.$

Relacione corretamente as colunas abaixo:

Coluna 1 Estaticidade

1. isostática

2. hiperestática

Coluna 2 Estruturas

Assinale a alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo.

Relacione a Coluna 1 à Coluna 2, associando as propriedades mecânicas abaixo às suas descrições.

Coluna 1

1. Ductilidade.

2. Módulo de Elasticidade.

3. Tensão de Ruptura.

4. Tensão de Escoamento.

Coluna 2

( ) Representa a capacidade de um material retornar à sua forma original após a remoção da carga.

( ) Indica a maior tensão que um material pode suportar antes de se romper.

( ) Refere-se à resistência do material a mudanças permanentes na forma sob tensão, geralmente expressa como limite de proporcionalidade.

( ) Mede a capacidade de um material de se deformar plasticamente antes de se romper.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

Considerando a lei de Hooke para um estado de tensão, segundo a qual a razão entre a tensão aplicada e a deformação, no regime elástico, é constante, julgue os itens a seguir.

I A referida constante é denominada módulo de Young.

II A lei de Hooke é válida para tensões de tração e tensões de cisalhamento.

III A razão entre a deformação lateral e a deformação axial, para um carregamento à tração, equivale à razão de Poisson.

Assinale a opção correta.

O projetista de um componente mecânico submetido a um carregamento harmônico de amplitude e período constantes estimou, baseado em cálculos de fadiga, que o componente tem uma vida de 1600 horas de trabalho. Nesse cálculo, baseado nas condições de trabalho do componente, ele utilizou a curva SN dada por log(𝑁) = log(𝐴) − 𝑚 × log(Δσ), onde m = 3 e log(A) = 12.

Porém, ao revisar os cálculos, ele observou que se esqueceu de considerar o fator de concentração de tensões, igual a 2.

Nesse caso, a vida correta do componente passa a ser de:

A figura a seguir apresenta uma treliça sob a ação de uma carga distribuída uniformemente no seu banzo inferior.

Nessa estrutura, as barras 1, 2 e 3 são submetidas a esforços de:

Uma viga de seção transversal circular tem sua extremidade à esquerda engastada e a extremidade à direita livre, conforme mostrado na figura a seguir. A viga sofre a ação de um carregamento uniformemente distribuído q = 10 kN/m.

Sabendo que o comprimento da viga é igual a 4 m, que o diâmetro d vale 20 cm e que a inércia de uma seção circular em relação aos eixos de flexão vale πd⁴/64, a maior tensão atuante na viga é:

Na viga esquematizada na figura a seguir, o esforço cortante máximo ocorre no trecho AB e é inferior a 20 kN.

Examine a figura abaixo.

Conforme apresentado na figura, uma barra maciça de diâmetro “d” e comprimento “L” encontra-se engastada em uma de suas extremidades. Na outra extremidade atuam uma força “F" no sentido $“-Z”$ e um momento T de intensidade $T=F.L/2$ em torno do eixo ^$x$ . Despreze efeitos de concentração de tensão e assinale a opção que apresenta a expressão correta para o cálculo da tensão principal máxima atuante nessa barra.

Dado:

$I=\frac{\pi d^4}{64};J=\frac{\pi d^4}{32}$.

A treliça é uma estrutura que consiste apenas em elementos com duas forças aplicadas, onde os elementos são organizados de forma que o conjunto se comporte como um único objeto. Para todos os elementos de uma estrutura serem considerados elementos de duas forças, a estrutura deve ter as seguintes características:

I. Todos os elementos devem estar ligados entre si por pinos com atrito.

II. Cada elemento não pode ter mais do que dois nós.

III. As forças podem ser aplicadas nos elementos da treliça.

IV. O peso dos elementos individuais deve ser desprezível.

Está CORRETO apenas o que se afirma em:

Uma barra de alumínio com seção transversal quadrada de lado 20 mm, está submetida a uma força de tração axial de 80 kN. Sabendo-se que o módulo de elasticidade do alumínio é 70 GPa, qual o alongamento da barra em um comprimento de 2 metros?

O corpo de uma abelha carrega uma carga de -1 × 𝟏𝟎^−𝟗 C após voar pelo ar, sendo que a carga no exterior de um grão de pólen é 1 × 𝟏𝟎^−𝟏𝟏 C. A abelha pousa de modo que está a 8 × 𝟏𝟎^−𝟑m de distância do grão de pólen. Diante dessas informações, assinale a alternativa correta sobre a magnitude da força entre esses dois objetos carregados.

(Considere k = 9 × 𝟏𝟎^𝟗$\frac{kg.m^3}{s^2.C^2}$)

Se c = 0, então a frequência natural de vibração do sistema aumenta com o aumento da rigidez da mola.

A deformação elástica

De acordo com os dados da figura precedente, que ilustra uma barra de largura constante de 20 mm e espessura de 15 mm submetida a diversos carregamentos, a tensão normal média máxima da barra quando submetida aos referidos carregamentos é igual a

A resistência dos materiais é um campo da mecânica que estuda como diferentes materiais reagem a forças aplicadas, como tração, compressão e torção. Em uma situação de compressão, o material tende a: