Ficha 01 · Esforços, diagrama tensão-deformação, tração e compressão
Exercício 1 · Identificar o tipo de esforço
Classifica o esforço dominante em cada situação: (a) um cabo de aço a suspender uma carga; (b) um pilar de betão sob o peso de um edifício; (c) um rebite a unir duas chapas que tendem a deslizar uma sobre a outra; (d) um veio de transmissão de um motor.
Exercício 2 · Ler o diagrama tensão-deformação
Um diagrama tensão-deformação de um aço mostra uma reta inicial, seguida de um ponto onde a curva deixa de ser reta, e finalmente um pico antes de descer até à rotura. Identifica o nome de cada uma destas três zonas ou pontos, e explica a diferença fundamental entre a primeira e a segunda.
Exercício 3 · Aplicar a lei de Hooke
Um provete de aço com módulo de elasticidade E = 210 GPa está na zona elástica, sujeito a uma deformação ε = 0,001 (0,1%). Calcula a tensão correspondente.
Exercício 4 · Tensão admissível e coeficiente de segurança
Um material tem tensão de cedência Re = 300 MPa. A peça a dimensionar é crítica (risco elevado em caso de falha) e o engenheiro escolhe um coeficiente de segurança de 4. Calcula a tensão admissível e explica porque se escolheu um coeficiente tão alto.
Exercício 5 · Calcular Rm e o alongamento no ensaio de tração
Um provete cilíndrico tem diâmetro inicial 12 mm (A₀ ≈ 113 mm²) e comprimento de referência L₀ = 60 mm. No ensaio, a força máxima foi 56 500 N e o comprimento final após a rotura foi 66 mm.
Exercício 6 · Compressão em materiais frágeis
Um provete de ferro fundido cinzento é ensaiado em compressão e resiste a 650 MPa, mas o mesmo material só resiste a 180 MPa em tração. Explica esta diferença e indica se este material é mais adequado a uma base de máquina (esforço de compressão) ou a um cabo de suspensão (esforço de tração).
Exercício 7 · Encurvadura no ensaio de compressão
Explica porque o provete de um ensaio de compressão deve ser curto, e não longo como o provete de tração, e o que pode acontecer se esta regra não for respeitada.
Exercício 8 · Rutura dúctil vs frágil, e temperatura
Um técnico ensaia o mesmo material à temperatura ambiente e a uma temperatura muito baixa, e observa modos de rotura diferentes. Descreve o que esperarias observar em cada caso, e o nome do fenómeno que explica esta diferença.