Questões de Engenharia Mecânica

A figura abaixo ilustra um sistema massa-mola. Ligam-se duas molas de constantes elásticas k e 5k à extremidade de um bloco de massa m.

Desprezado forças de atrito e amortecimento a freqüência de oscilação do sistema massa-mola dividida por 2 é ,

• A.

  (5/6)^1/2 (k/m) ^1/2

• B.

  (2/3)^1/2 (k/m)^1/2

• C.

  (1/2)^1/2 (k/m)^1/2

• D.

  (1/3)^1/2 (k/m)^1/2

• E.

  (1/6)^1/2 (k/m)^1/2

Quanto aos princípios de funcionamento de geradores e de motores elétricos, julgue os itens que se seguem.

No motor de indução polifásico, a velocidade de rotação do eixo em regime permanente é proporcional à freqüência da rede de alimentação e inversamente proporcional ao número de pólos da máquina.

• C. Certo
• E. Errado

• A.

  F,F,V,F

• B.

  V,V,F,F

• C.

  V,F,F,V

• D.

  F,V,F,F

• E.

  F,V,V,V

Os motores de combustão interna com ignição por centelha podem ser aproximados por um ciclo Otto, cujos diagramas típicos pressão X volume específico e temperatura X entropia específica estão apresentados abaixo.

Assinale a opção correta.

• A.

  O processo 2-3 acontece quando o pistão está em seu ponto morto inferior.

• B.

  O processo 1-2 é um processo irreversível de adição de calor, acontecendo quando o pistão sai do ponto morto superior para o ponto morto inferior.

• C.

  A queima do combustível é representada por uma adição de calor a volume constante. O resultado deste processo é o aumento da pressão e da temperatura do ar e não é isoentrópico.

• D.

  A presença de irreversibilidades nos processos de expansão e de compressão faria com que os pontos 2 e 4 fossem deslocados para a esquerda no diagrama temperatura-entropia específica.

• E.

  A eficiência de um ciclo Otto qualquer é dada por , onde  representa a razão de volumes e

Com respeito aos tratamentos térmicos, julgue os itens a seguir, marque com F a(s) afirmativa(s) falsa(s) e com V a(s) verdadeira(s) e assinale a opção correta.

( ) A figura (1) representa o tratamento térmico chamado recozimento que consiste no aquecimento do aço acima da zo- na crítica, seguido de um esfriamento lento. Com esse tipo de tratamento térmico restitui-se ao material as propriedades normais que foram alteradas por um tratamento mecânico ou térmico anterior, ou ainda refinar texturas brutas de fusão.

( ) Na figura (2) tem-se um diagrama esquemático do tratamento térmico chamado têmpera, caracterizado pelo resfriamento de uma peça acima da zona crítica, seguido de um aquecimento brusco em forno para aumentar a dureza superficial e as resistências à tração, à compressão e ao desgaste de materiais dúcteis.

( ) O tratamento térmico revenido, ilustrado na figura (3), consiste em um resfriamento de uma peça metálica previamente temperada até uma temperatura abaixo da zona crítica. Esse tratamento térmico é praticado com o intuito de corrigir certos efeitos da têmpera, quando se manifesta uma dureza ou fragilidade excessivas.

• A.

  V,V,V

• B.

  V,V,F

• C.

  V,F,V

• D.

  F,V,V

• E.

  V,F,F

Julgue os itens seguintes, relativos à termodinâmica.

Considere uma substância termodinâmica que obedeça à relação PV = mRT + W, em que P, V, m, R, T e W são, respectivamente, a pressão, o volume, a massa, a constante do gás, a temperatura e uma constante estritamente positiva. Nessa situação, se o sistema for fechado, então, partindo-se de um estado inicial conhecido, é possível determinar um outro estado termodinâmico, decorrente de um processo isobárico, conhecendo-se apenas a pressão P no segundo estado e a constante W.

• C. Certo
• E. Errado

Considere uma experiência hipotética em que uma barra de ferro é colocada em água e ocorre somente a reação química anódica:

 Fe → Fe ⁺⁺ 2 e

em que "e" denota elétrons que se originam da reação química. Como os elétrons não podem ser conduzidos para longe do eletrodo é estabelecido um potencial elétrico "V" entre o interior do metal e a solução. Esse potencial pode ser medido relativamente a um eletrodo de referência padrão de hidrogênio com potencial V_o, para concentração unitária (1mol/litro) dos íons Fé⁺⁺ em solução, por meio da lei logarítimica de Nernst

V = V_o + (a Log c ) / b

em que a é uma constante, b a valência do íon e c a concentração de íons Fé⁺⁺ dada em moles de íon/litro.

Assinale a opção incorreta.

• A.

  A reação acima representa a corrosão do ferro metálico (Fe) para a forma oxidada (Fe⁺⁺ ).

• B.

  A valência do íon em questão é 2.

• C.

  Quanto maior a diferença de potencial V-V_o maior será o número de moles de íons de Fe⁺⁺ por litro de solução.

• D.

  Caso a barra de ferro fosse conectada eletricamente a um eletrodo Zn / Zn ⁺⁺ , o potencial do ferro tenderia a diminuir protegendo o ferro do processo de corrosão.

• E.

  O movimento de íons de ferro na direção do gradiente crescente do potencial do metal em contato com a solução é característico de um processo de oxidação.

Julgue os itens seguintes, relativos à termodinâmica.

Considere que, a um sistema termodinâmico fechado, constituído de gás ideal, seja adicionado calor à razão de 100 J/s, durante 10 s. Enquanto o calor é adicionado, o sistema realiza trabalho na vizinhança. Nessa situação, para se retornar ao estado inicial do sistema, sem violar a primeira lei da termodinâmica, deve-se retirar do sistema todo o calor adicionado, ou seja, 1.000 J, não permitindo que ocorra alteração de fronteira na forma de expansão ou contração.

• C. Certo
• E. Errado

A figura a seguir mostra uma viga biapoiada que está sujeita a um carregamento distribuído e um carregamento concentrado P. Conforme indicado, o carregamento distribuído varia linearmente de 0 a w no intervalo  e assume uma característica uniforme, com intensidade w, em . Nesse problema, considere que w = 2P/(3a). É também apresentado o diagrama de esforços cortantes V presentes na viga considerada, no qual R_A e R_B são os valores absolutos das reações no apoios A e B, respectivamente. O valor de x para o qua a força cortante V anula-se é igual a:

• A.

  65a/30

• B.

  23a/10

• C.

  67a/30

• D.

  7a/3

• E.

  5a/2

Julgue os itens seguintes, relativos à termodinâmica.

Considere que, em um sistema termodinâmico não-adiabático constituído de gás ideal, os processos sejam regidos pela relação PV ⁿ = W, em que P é a pressão e V, o volume, enquanto n e W são, respectivamente, o coeficiente politrópico e uma constante. Nessa situação, as trocas de calor com a vizinhança do sistema são sempre acompanhadas de trabalho de fronteira, caso o coeficiente politrópico não tenda a infinito.

• C. Certo
• E. Errado