Questões de Engenharia Mecânica do ano 2004

Na figura acima, que mostra um diagrama de controle (I) e um diagrama de força (II) para acionamento e proteção de um motor de indução, considere que todos os componentes operem de forma satisfatória. Com relação aos dispositivos de comando e de proteção representados nos diagramas, julgue os itens que se seguem.

A bobina no diagrama I, ao ser energizada, permite a partida do motor, se a chave geral do circuito de força estiver fechada.

• C. Certo
• E. Errado

Na figura acima, que mostra um diagrama de controle (I) e um diagrama de força (II) para acionamento e proteção de um motor de indução, considere que todos os componentes operem de forma satisfatória. Com relação aos dispositivos de comando e de proteção representados nos diagramas, julgue os itens que se seguem.

O contato auxiliar no diagrama de controle é utilizado manualmente para desligar o circuito de força, caso o relé térmico falhe na detecção de sobrecargas no motor.

• C. Certo
• E. Errado

O esquema mostrado na figura a seguir refere-se a um sistema de bombeamento cuja bomba está localizada a 0,5m acima de um reservatório de água aberto para a atmosfera (P_atm = 101325 Pa). A vazão do sistema é tal que a velocidade em toda a canalização é de 2,0 m/s. A canalização de sucção é composta por um metro de tubo liso com diâmetro de 0,04 mm com fator de atrito de f=0,02, uma válvula de pé com crivo (K=3,0), uma válvula de esfera (K=10,0) e um cotovelo de 90° (K=0,4). Considere a massa específica da água igual a 1000 kg/m. Para estas condições a pressão na entrada da bomba é

• A.

  69.750 Pa.

• B.

  73.525 Pa.

• C.

  77.200 Pa.

• D.

  79.000 Pa.

• E.

  85.476 Pa.

Dada a curva de altura manométrica em função da vazão de uma bomba centrífuga, julgue os itens a seguir, marque com F a afirmativa falsa e com V a verdadeira e assinale a opção correta.

 
(    )  Caso a bomba venha operar com a tubulação 1, a bomba cavitaria desde que NPSH_req < NPSH_disp,(em que req=requerida e disp=disponível)

(    )  A condição mais adequada de operação da bomba dada seria com a tubulação 1, pois a mesma estaria operando em uma condição de máxima eficiência e na  ausência do fenômeno de cavitação. 

(    ) A instalação da bomba centrífuga na tubulação 2 forneceria uma vazão menor e uma altura manométrica maior do que na condição de operação da tubulação 1.

• A.

  F,F,F

• B.

  V,F,F

• C.

  F,V,F

• D.

  F,V,V

• E.

  V,V,V

O eixo de uma máquina em condições normais de operação está sujeito a um carregamento conforme mostrado no gráfico abaixo.

Aqui   representam, respectivamente, a tensão máxima que o material do eixo pode suportar e a tensão máxima de trabalho. Nessas condições de operação, após vários ciclos de funcionamento, o eixo da máquina rompe-se. Assinale entre as opções abaixo o ensaio mecânico que um engenheiro mecânico, especialista na área de materiais, deveria solicitar ao fabricante do eixo para estimar-se a vida útil dessa peça.

• A.

  ensaio de dureza Brinell

• B.

  ensaio de torção

• C.

  ensaio de compressão

• D.

  ensaio de tração

• E.

  ensaio de fadiga

A seguir apresenta-se o diagrama típico tensão- deformação de um ensaio de tração realizado com um corpo de prova feito de uma certa liga metálica. Com o auxílio do diagrama julgue os itens a seguir, marque com F para falso e com V para verdadeiro e assinale a opção correta.

(  )  O segmento OA do diagrama caracteriza um regime elástico tensão-deformação descrito pela equação  = E  , em que  é a tensão aplicada ao corpo de prova, E denota o módulo de elasticidade do material e  é a deformação sofrida pelo corpo de prova.
(  )  O ponto A é denominado limite de resistência do material, definido como a maior tensão que a liga metálica pode suportar sem sofrer qualquer deformação residual ao ser descarregado.
(    )  No início da fase plástica, trecho AB, ocorre um fenômeno irreversível microestrutural de reestruturação de grãos ou resistência a deformações plásticas
chamado de escoamento, caracterizando-se pelo aumento de deformação permanente do material sem que haja variação de tensão.
(    )  O encruamento do material corresponde ao endurecimento causado pela quebra dos grãos que compõem o material quando deformado a frio. O encruamento corresponde ao trecho BC do diagrama no qual a tensão aumenta com a deformação até atingir o limite de ruptura do material indicado pelo ponto C no diagrama.

• A.

  V,V,V,F

• B.

  V,V,F,F

• C.

  F,V,V,F

• D.

  V,F,V,F

• E.

  V,F,F,V

A respeito da técnica de Anemometria de Fio Quente, marque com F a afirmativa falsa e com V a verdadeira e assinale a opção correta.

( ) Anemômetros de fio quente são usados para medidas da pressão relativa local de escoamentos detectando-se variações de deformação de uma pequena membrana flexível exposta ao fluido.

( ) O circuito de medição de um anemômetro de fio quente tem como base uma ponte de Wheatstone que ao ser desbalanceada pela variação da resistência elétrica de um de seus braços, devido ao resfriamento convectivo do fio quente pelo escoamento, gera um sinal de diferença de potencial elétrico que é converti- do no sinal hidrodinâmico de velocidade instantânea.

(    ) A técnica anemometria de fio quente possui uma vantagem sobre as outras técnicas de medição de velocidades instantâneas de escoamentos pelo fato de não depender das propriedades termo-físicas do fluido nem de calibração prévia para proceder com as
medições.

• A.

  F,V,F

• B.

  V,V,V

• C.

  V,F,F

• D.

  F,V,V

• E.

  F,F,V

Para as medições de flutuações de pressão em escoamentos incompressíveis os dispositivos mais utilizados são microfones capacitivos e transdutores de pressão, mais comumente chamados piezo-elétricos e piezo-resistivos. A respeito desses dispositivos, marque com F a afirmativa fal- sa e com V a verdadeira e assinale a opção correta.

( ) Os microfones e transdutores capacitivos são formados por uma membrana metálica montada paralelamente a uma placa energizada, formando um capacitor. A ação da pressão sobre a membrana afeta a capacitância do circuito de medição, produzindo-se um sinal elétrico inversamente proporcional à deflexão da membrana e, conseqüentemente, à pressão aplicada.

( ) Os transdutores de pressão capacitivos são específicos para medidas de flutuações de pressão, enquanto os microfones são usados para medição de pressões médias do escoamento.

( ) Os transdutores piezo-elétricos são formados por cristais que geram um campo elétrico quando deformados. O sinal elétrico induzido pela deformação é captado e condicionado para permitir sua medição.

• A.

  V,V,V

• B.

  V,V,F

• C.

  V,F,F

• D.

  F,V,V

• E.

  F,F,V

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

• 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