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1) Uma haste de aço com comprimento de 2,2 m não pode alongar mais do que 1,2 mm, quandouma carga de 8,5 kN for aplicada a ela. Sabendo que E = 200 GPa, determine (a) o menordiâmetro desta haste e (b) a tensão normal causada pelo carregamento.(Resposta: a) d = 9,96 mm; b) σ = 109,1 MPa)2) Um fio de aço com diâmetro de ¼” e comprimento de 4,8 ft está submetido umcarregamento de tensão de 750 lb. Sabendo que E = 29.10 6 psi, determine (a) o alongamento dofio e (b) a tensão normal correspondente.(Resposta: a) δ = 0,0303 in; b) σ = 15,28 ksi)3) Em uma haste de aluminio de diâmetro de ½” e E = 10,1.10 6 psi, são colocadas duas marcascom distância entre elas de exatamente 10 polegadas. Sabendo que a tensão última dessahaste é de 16 ksi e após um carregamento a nova distância entre as marcas é de 10,009polegadas, determine (a) a tensão aplicada na haste e (b) o coeficiente de segurança utilizado.(Resposta: a) σ = 9,09 ksi e b) C.S. = 1,76)4) Uma haste de controle fabricada de latão não pode alongar-se mais do que 3 mm, quando aforça aplicada sobre ela é de 4 kN. Sabendo que E = 105 Gpa e que a tensão normal máximaadmissivel é de 180 MPa, determine (a) o menos diamentro que pode ser definido para a haste e(b) o seu comprimento máximo correspondente.(Resposta: a) d = 5,32 mm; b) L = 1,75 m)5) Um fio de nylon é submetido a uma força de tensão de 8,5 N. Sabendo que E = 3,3 GPa e quea deformação específica é de, 1,1%, determine (a) o diâmetro do fio e (b) a tensão no fio.(Resposta: a) d = 0,546 mm; b) σ = 36,3 MPa)6) Um tubo de ferro fundido é usado para suportar um carregamento de compressão. Sabendoque E = 10.10 6 psi e que a deformação específica máxima permitida é de 0,025%, determine (a)a tensão normal máxima no tubo e (b) a menor espessura da parede do tubo para umcarregamento de 1600 lb, se o diâmetro externo do tubo é de 2 polegadas.(Resposta: t = 0,107”)7) Um carregamento de 9 kN será aplicado em um fio de aço com 50 m de comprimento e E =200 GPa. Determine o menor diâmetro do fio de aço que pode ser usado, sabendo que a tensãonormal não poderá exceder 150 MPa e que o alongamento do fio não poderá ser mais que 25mm.(Resposta: d = 10,7 mm)8) O cabo BC feito de aço tem diâmetro de 4 mm. Sabendo que a máximatensão no cabo não pode exceder 190 MPa e o alongamento do cabo nãopode exceder 6 mm, encontre o máximo valor de P que pode ser aplicado.(Figura 1) Curso: Engenharia Ambiental Aluno:Data: 29/08/2013 Disciplina: Resistência dosMateriais Lista de Exercícios 2Matrícula: (Resposta: P = 1,988 kN)9) Um único carregamento de magnitude P = 58 kN é aplicado em C na haste de bronze (Figura2). Sabendo que E = 105 GPa, determine o diâmetro d da parte BC para que o alongamento noponto C seja de 3 mm.(Resposta: d = 16,52 mm)10) Cada parte AB e CD é feita de alumínio (E = 75 GPa) e tem área da seção transversal de 125mm². Sabendo que o membro BC é feito de um material rígido, determine a deflexão do ponto E.(Figura 3).(Reposta: δ E = 0,1095 mm)11) A haste plástica é feita de Kevlar 49 e tem diâmetro de 10 mm (Figura 4). Supondo que sejaaplicada uma carga axial de 80 kN, determinar as mudanças em seu comprimento e em seudiâmetro. Dados: E = 131 GPa e υ = 0,34.(Resposta: L final = 100,77751 mm; e d final = 9,97356 mm)12) Em um teste de tração, uma barra de aço de 7/8” de diâmetro é submetida a umcarregamento de 17 kips. Sabendo que υ = 0,3 e E = 29.10 6 psi, determine (a) o alongamentona barra de 8” de diâmetro e (b) a mudança de diâmetro na barra.(Resposta: δ x = 0,0078” e δ y = -0,000256”)13) Um teste de tensão é usado para determinar as propriedades de umplástico experimental. A peça usada é uma barra de 15 mm de diâmetroque é submetida a uma força de tensão de 3,5 kN (Figura 6). Sabendo queo alongamento no comprimento observado foi de 11 mm e o decréscimode diâmetro foi de 0,62 mm para uma barra de 120 mm de comprimento,determine o módulo de elasticidade, o coeficiente de Poisson e o modulode elasticidade transversal. (Resposta: E = 216 MPa; υ = 0,4509; G = 74,5 MPa)14) Definir módulo de estasticidade, módulo de tenacidade e módulo de resiliência.15) Um cilindro de concreto com diâmetro de 6 polegadas e comprimento de referencia de 12polegadas é testado sob compressão. Os resultados do teste estão informados na tabela 1 comocarga versus contração. Desenhar o diagrama tensão-deformação usando escalas de 1” = 0,5ksi e 1” = 0,2.10 -3 pol/pol. Com base no diagrama, determinar o modulo de elasticidadeaproxiamdo.16) Os dados de um teste tensão-deformação de uma cerâmica são fornecidos na tabela 2. Acurva é linear entre a srcem e o primeiro ponto. Construir o diagrama e determinar o módulo deelasticidade e o módulo de resiliência.(Resposta: E = 55333,3 ksi e U r = 9,96 psi)17) Os dados de um teste tensão-deformação de uma cerâmica são fornecidos na tabela 2. Acurva é linear entre a srcem e o primeiro ponto. Construir o diagrama e determinar o módulo detenacidade aproximado se a tensão de ruptura for de 53,4 ksi.(Resposta: U t = 85,84 psi)18) O projeto preliminar de um eixo de transmissão levou a escolha de uma barra de seçãovazada com diãmetro interno de 100 mm e diametro externo de 150 mm. Pede-se paradeterminar o máximo torque que poderá ser transmitido, sendo a tensão admissivel do materialde 83 Mpa, nas seguintes situações: (a) do projeto preliminar; (b) supondo um eixo solido maciço de mesmo peso daquele do anteprojeto; (c) supondo um eixo de seção vazada com 200mm de diâmetro externo e mesmo peso do eixo do anteprojeto.(Respostas: a) 44 kN.m; b)22,9 kN.m; 68,8 kN.m)19) Os torques são exercidos nas polias A, B e C. Sabendo que ambos os eixos são maciços,determinar a máxima tensão de cisalahamento: (a) no eixo AB e no (b) no eixo BC.20) Determine: (a) o ângulo de torção causado por um torque T de 4500 N.m, em um eixo dealuminio maciço e de diametro 75 mm (G = 25,5 Gpa); (b) idem ao ítem a, assumindo que o eixomaciço tenha sido substituido por um eixo vazado, com o mesmo diametro externo e com 25,4mm de diametro interno.ESSA LISTA É UM ESTUDO DIRIGIDO. EXISTEM DIVERSAS QUESTÕES RESOLVIDAS E PROBLEMASPROPOSTOS NOS LIVROS DO HIBBELER E BEER & JOHNSTON, AMBOS COM TÍTULO RESISTÊNCIADOS MATERIAIS, DISPONÍVEIS NA BIBLIOTECA DO NOSSO CAMPUS, QUE RECOMENDO VOCÊSESTUDAREM.
