Questões de Engenharia Mecânica da Fundação Getúlio Vargas (FGV)

Um tubo de parede grossa, composto por material cujo coeficiente de condução térmica vale 2,0W/m°C, possui diâmetro externo igual a 8,0cm e espessura de parede igual a 2,0cm. Sobre a parede externa desse tubo, é assentada uma camada de material isolante com espessura de 2cm e coeficiente de condução térmica igual a 1,0W/m°C.

Sabendo-se que a parede interna do tubo é mantida a 400°C e a superfície da camada isolante a 100°C, a perda de calor por unidade de comprimento, desprezando possíveis efeitos convectivos, vale:

• A. 1046 W/m;
• B. 1256 W/m;
• C. 2092 W/m;
• D. 2512 W/m;
• E. 3124 W/m.

No projeto de uma coluna de aço-carbono sob carga axial compressiva e centrada, um engenheiro considera uma seção transversal quadrada e apoios birotulados. Nessa condição, o engenheiro percebe que a carga imposta é duas vezes superior à carga admissível para flambagem ELÁSTICA.

Para solucionar esse problema, a modificação no projeto original que implica uma resistência mais próxima da carga crítica admissível é:

• A. modificar o material da coluna para um aço-carbono com tensão de escoamento duas vezes maior do que o material inicialmente utilizado;
• B. modificar o material da coluna para um aço-carbono com tensão de ruptura duas vezes maior do que o material inicialmente utilizado;
• C. dobrar a área da seção transversal da coluna, mantendo-a quadrada;
• D. dobrar o comprimento da coluna;
• E. engastar a extremidade oposta à da aplicação da carga.

A figura a seguir apresenta uma barra de aço-carbono engastada em uma extremidade (A) e livre na outra. Essa barra possui seção transversal circular com diâmetro de 40mm.

Admitindo-se que π2 = 10, a máxima tensão cisalhante no ponto A vale, aproximadamente:

• A. 150 MPa;
• B. 250 MPa;
• C. 300 MPa;
• D. 500 MPa;
• E. 750 MPa.

A figura a seguir apresenta a curva tensão vs deformação resultante de um teste de tração realizado em um espécime confeccionado a partir de material desconhecido.

Esse tipo de curva é característica de um espécime fabricado em:

• A. aço-carbono;
• B. borracha;
• C. cerâmica;
• D. vidro;
• E. polietileno de alta densidade.

Uma viga de aço-carbono (módulo de elasticidade igual a 200GPa) possui seção transversal quadrada de lado 100mm e comprimento igual a 2,0m. Essa viga tem uma das extremidades engastada e a outra livre, além de estar submetida a uma carga uniformemente distribuída.

Sabendo-se que o máximo deslocamento admissível nessa viga vale 24,0mm, a máxima carga distribuída que pode ser imposta a essa viga, desprezando seu peso próprio, vale:

• A. 5kN/m;
• B. 10kN/m;
• C. 20kN/m;
• D. 40kN/m;
• E. 80kN/m;

Um cabo de aço, que sustenta um bloco B, que pesa 2,42kN, passa por uma roldana, conforme indicado esquematicamente na figura a seguir.

 Sabendo-se que o coeficiente de atrito entre o cabo e a roldana vale 0,10, a menor carga P a ser aplicada ao cabo para que a carga não desça vale:

• A. 1,00kN;
• B. 1,21kN;
• C. 2,00kN;
• D. 2,42kN;
• E. 2,93kN.

A figura a seguir apresenta, esquematicamente, um mecanismo composto por uma manivela, CB, que oscila em torno de C através de um arco limitado, obrigando a manivela OA a oscilar em torno de O.

Sabe-se que, ao passar pela posição indicada na figura, a velocidade angular de CB vale 1rad/s no sentido anti-horário. Nesse mesmo instante, a velocidade angular de OA vale, aproximadamente:

• A. -0,29rad/s;
• B. -0,58rad/s;
• C. -0,71rad/s;
• D. -1,42rad/s;
• E. -2,13rad/s.

Uma tubulação inclinada possui, em sua extremidade inicial, seção transversal com 100cm2 e, em sua extremidade final, 50cm2.

Na extremidade inicial, a pressão na tubulação vale 50kPa e a elevação é de 100m; na extremidade final, a pressão vale 100kPa e a elevação é de 80m. Admitindo-se que a aceleração da gravidade vale 10m/s2, a vazão na saída dessa tubulação é de:

• A. 50 litros/s;
• B. 100 litros/s;
• C. 150 litros/s;
• D. 200 litros/s;
• E. 250 litros/s.

A figura a seguir apresenta um bloco de madeira com base quadrada de lado igual a 0,50m, posicionado em um tanque de água.

Sabendo-se que a madeira possui densidade igual a 0,75, a altura h que o bloco deve possuir para que flutue, na configuração indicada, em equilíbrio indiferente vale, aproximadamente:

• A. 0,31m;
• B. 0,33m;
• C. 0,50m;
• D. 0,67m;
• E. 0,77m.

As figuras a seguir apresentam duas leituras (1 e 2) feitas com o mesmo paquímetro.

A soma das medidas (1) e (2) vale:

• A. 22,02mm;
• B. 22,52mm;
• C. 27,02mm;
• D. 27,52mm;
• E. 28,00mm.