Mecânica e Resistência dos Materiais: Perguntas e Respostas

1) Defina Impulso e Momento Linear

Defina o impulso linear (I) de uma força (F) para um dado intervalo de tempo. Como se poderia definir o momento linear/quantidade de movimento linear de uma partícula?

Impulso Linear: Definido como a integral do produto da força pelo tempo durante um intervalo de tempo.

Momento Linear: Definido como o produto da massa da partícula pela sua velocidade em qualquer instante.

2) Princípio do Impulso e Momento Linear

O que estabelece o Princípio do Impulso Linear e do Momento Linear de um sistema de forças agindo sobre um sistema de partículas durante um dado intervalo de tempo?

O impulso linear de um sistema de forças agindo sobre um sistema de partículas durante um intervalo de tempo é igual à variação do momento linear do sistema de partículas durante este intervalo de tempo.

3) Princípios de Conservação: Linear e Angular

O que estabelecem os Princípios da Conservação dos Momentos Linear e Angular para uma partícula?

Princípio da Conservação do Momento Linear: Define que o momento linear é conservado quando o impulso linear exercido e a variação do momento linear sobre um sistema de partículas for igual a zero.

Princípio da Conservação do Momento Angular: Define que o momento angular de uma partícula em relação a um ponto fixo é conservado quando o momento, em relação a um ponto fixo, da força resultante que age sobre a partícula for zero.

4) Definição de Choque/Impacto e Linha de Choque

Defina Choque ou Impacto e Linha de Choque:

Choque/Impacto: Definido como uma colisão entre dois corpos com forças de reações grandes em um curto intervalo de tempo.

Linha de Choque: Definida como uma linha reta normal às superfícies de contato e passando pelo ponto de contato em uma colisão.

5) Estrutura: Definição e Classificação

Defina Estrutura, como são chamados os corpos de uma estrutura e como se classificam?

Estrutura: Definida como corpos ou conjunto de corpos agrupados de modo adequado a suportar todas as solicitações (variação de temperatura, recalques de vínculos, cargas dinâmicas).

Corpos de uma Estrutura: Definidos como elementos estruturais. Classificação: Lineares, Bidimensionais, Tridimensionais.

6) Seção Transversal e Força Axial

Defina Seção Transversal, quando a força longitudinal (F) é dita axial.

Seção Transversal: Definida como um corte perpendicular à direção longitudinal. A força longitudinal é axial quando atua no eixo da barra.

7) Definição de Choque Central e Excêntrico

Defina um Choque Central.

Choque Central: Quando os centros de gravidade dos corpos colidindo encontram-se sobre a linha de choque.

Choque Excêntrico: Quando os centros/um dos centros de gravidade não se encontram sobre a linha de choque.

8) Coeficiente de Restituição em Choques

Do ponto de vista físico, o que define a razão da velocidade relativa de afastamento dos pontos de contato de dois corpos que colidem com choque direto para uma velocidade relativa de aproximação?

É definido o coeficiente de restituição para os dois corpos.

9) Classificação e Propriedades dos Materiais

Sabe-se que os materiais podem ser classificados segundo diferentes critérios, relacionados com suas diversas propriedades. Apresente 5 dessas propriedades de forma definida:

• Homogêneo: Possui propriedades iguais em todos os pontos.
• Isotrópico: Possui propriedades iguais em todas as direções para um ponto.
• Elástica: Recupera as deformações ao se retirarem as solicitações.
• Dúctil: Ruptura que ocorre com grandes deformações.
• Frágil: Ruptura ocorre com pequenas deformações.

10) Estado Triplo de Tensão e Diagrama de Mohr

No sistema de coordenadas cartesianas, como é definido o estado triplo de tensão de um ponto B, por exemplo, qualquer do corpo? Apresente este estado triplo de tensão:

O estado triplo de tensão é definido conhecendo-se os seis componentes indicados no elemento de tensão. As tensões principais, ocupando qualquer tensão em eixo, são definidas pelo diagrama de Mohr.

11) Círculo de Mohr para Tensão Tripla

Mostre graficamente o Círculo de Mohr para um estado triplo de tensão para as seguintes condições: estado trativo, compressivo e trativo-compressivo.

(Inserir desenho do Círculo de Mohr)

12) Critérios de Resistência: Von Mises, Tresca e Mohr

Defina os critérios de resistência de Von Mises, Tresca e da envoltória de Mohr, e a quais materiais se adequam?

• Von Mises: Define que a possibilidade de ruptura do material ocorre à medida que o estado de tensão do ponto considerado se afasta do estado estático de tensão. Adequado para materiais dúcteis.
• Tresca: O estado de tensão do ponto considerado não excede os limites de resistência do material. A tensão de cisalhamento máxima absoluta atinge o valor da tensão de cisalhamento que provoca escoamento do material em um ensaio de tração. Adequado para materiais dúcteis.
• Mohr: Define que o estado de tensão do ponto considerado intercepta a envoltória-limite. Adequado para materiais frágeis.

13) Estruturas: Hipostática, Isostática, Hiperestática

Defina estrutura hipostática, isostática e hiperestática. Mostre graficamente:

• Hipostática: A estrutura possui um número de reações de vínculo inferior ao número de equações de equilíbrio.
• Isostática: O número de reações de vínculos é igual ao número de equações de equilíbrio.
• Hiperestática: O número de reações de vínculo é maior que o número de equações de equilíbrio.

(Inserir desenhos gráficos)

14) Efeitos da Vinculação em Corpos Rígidos

Ao se saber que a vinculação impede o movimento de um corpo rígido, que efeitos isso provoca sobre o referido corpo?

Com a vinculação, ao se aplicarem forças externas sobre o corpo, este sofrerá deformação, flexão, etc., devido ao impedimento de movimento.

15) Definição e Classificação de Esforços Solicitantes

Defina e classifique os esforços solicitantes:

Esforços Solicitantes: Definidos como esforços internos que atuam em uma seção, garantindo o equilíbrio da estrutura. Classificados em: força normal, força cortante e momento fletor.

16) Condições para Evitar Torção em Barras

Considerando uma barra em equilíbrio, com os esforços ativos e reativos atuantes, de que forma esses esforços devem atuar para que a barra não sofra torção?

Devem atuar no mesmo plano, e os esforços solicitantes internos devem provocar tensão em sentidos opostos.

17) Lei de Hooke: Tensão e Deformação

O que estabelece a Lei de Hooke, entre tensão e deformação, de maneira a depender apenas do módulo de elasticidade do material?

Para essa situação, a Lei de Hooke estabelece que a relação entre tensão e deformação deve ser linear.

18) Linha Neutra em Barras Flexionadas

Sabe-se que na seção transversal de uma barra flexionada, existem pontos que estão tracionados (σ>0) e outros comprimidos (σ<0). Quais conclusões podem ser tiradas disso?

Devem existir pontos com σ=0 na seção transversal, que definem a linha neutra (a qual contém o centro de gravidade da seção transversal).

19) Força Cortante em Flexão Simples

Considerando que em flexão simples, além do momento fletor, existe outro esforço, definido como força cortante (V). Nesse sentido, pode-se afirmar que esse esforço denominado força cortante é resultante de quê?

A força cortante é resultante de uma tensão cisalhante.

20) Equação da Linha Elástica: Sinal Negativo

A equação da linha elástica de uma barra flexionada é definida pela expressão (d²v/dx²)=(-M/E*I), sabendo-se que a rigidez à flexão (E*I) é um valor sempre positivo, de onde advém o sinal negativo?

O sinal negativo indica que o momento fletor comprime a parte inferior da seção transversal, pois, pela convenção universal de sinais, um sinal positivo equivale à tração da parte inferior da seção transversal.

21) Variáveis que Afetam a Ruptura de Materiais

Sabe-se que algumas variáveis agindo sobre o material dificultam decifrar, com exatidão, as causas do fenômeno da ruptura. Cite 3 delas:

Carregamento, temperatura, imperfeições do material.

22) Tensão em Barras sob Tração/Compressão Simples

Considerando-se que uma barra está sob o efeito de uma tração ou compressão simples, o que se pode afirmar sobre todos os pontos da seção transversal dessa barra?

Todos eles possuem distribuição uniforme para a tensão normal e estão submetidos a um estado simples de tensão.

23) Força Central e Centro de Força

Sabe-se que a linha de ação da força central passa sempre por um ponto fixo. Como seria definida a força central e qual o nome desse ponto fixo?

Força Central: Definida como uma força cuja linha de ação passa sempre por um ponto fixo, chamado de centro de força.

24) Efeitos Considerados na Deformação por Flexão

Do ponto de vista da análise, na qual se considera a deformação por flexão, que efeitos são considerados?

O único efeito considerado é o momento fletor.

25) Classificação dos Estados de Tensão

Do ponto de vista das solicitações, como se podem classificar os estados de tensão resultantes dessas solicitações?

Classificados como estado triplo de tensão e estado plano de tensão.

26) Círculo de Mohr: Triplo, Duplo e Universal

Trace o Círculo de Mohr para estado triplo, duplo e universal de tensão:

(Inserir desenho do Círculo de Mohr para diferentes estados de tensão)

Universal | Duplo/Plano | Triplo