Questões de Engenharia Mecânica do ano 2013

O vapor numa caldeira está a 227 ºC (aprox. 500 K) e é usado num pistão para produzir trabalho mecânico, escapando em seguida para a atmosfera a temperatura igual a 107 ºC (aprox. 380 K). Assinale o máximo rendimento teórico desta máquina a vapor.

• A.

  76%.

• B.

  50%.

• C.

  40%.

• D.

  24%.

• E.

  12%.

O movimento de um pistão em motor automotivo pode ser modelado pela expressão: A · sen(ω · t), na qual A é o curso do pistão (m), ω é a frequência angular (rad/s) e t o tempo (s). Para uma rotação do motor igual a 6 000 rpm e curso do pistão igual a 0,15 m, qual seria o máximo valor, em módulo, de aceleração a que o pistão seria submetido no seu movimento?

• A.

  3π² × 103 m/s².

• B.

  6,0π² × 10³ m/s².

• C. 4,2π² × 10³ m/s².
• D.

  5,0π² × 10³ m/s².

• E.

  2,8π² × 10³ m/s².

Oxigênio está contido num recipiente cujo volume inicial é igual a 0,5 l. A temperatura inicial do gás é de 75 ºC e sua pressão vale 1,4 MPa. O gás é expandido adiabaticamente até que o volume do recipiente seja 4 vezes o volume incial. A temperatura final do gás e o trabalho realizado pelo gás, respectivamente, são:

• A.

  –73 oC; 1 500 J.

• B.

  200 oC; 750 J.

• C.

  100 oC; 150 J.

• D.

  –73 ºC; 750 J.

• E.

  –73 ºC; 150 J.

Ar sob temperatura igual a 30 ºC escoa sobre uma placa de 1,5 m² de área, mantida a 230 ºC. O coeficiente de transferência de calor vale 40 W/m² ºC. Quanto vale a transferência de calor por convecção?

• A.

  32 000 W.

• B.

  12 000 W.

• C.

  29 690 W.

• D.

  18 300 W.

• E.

  27 000 W.

Um eixo feito em aço ABNT 4340 deverá ser temperado e revenido. O eixo tem 55 mm de diâmetro e comprimento igual a 450 mm. Sobre os tratamentos térmicos mencionados para este eixo, assinale a alternativa correta.

• A.

  Para a têmpera, o eixo deverá ser aquecido a temperatura superior a 730 ºC, sendo em seguida resfriado em óleo. Para o revenimento, a temperatura de aquecimento deverá ser de 600 ºC, e o resfriamento será ao ar.

• B.

  Tanto para a têmpera quanto para o revenimento, o aquecimento deverá ocorrer até a temperatura de 1 000 ºC. E o resfriamento se dará sempre em água.

• C.

  O material considerado não pode ser temperado, revenido, ou passar por qualquer tratamento térmico, pois perderá suas propriedades mecânicas.

• D.

  Para a têmpera, o eixo deverá ser aquecido até a temperatura de 600 ºC, sendo em seguida resfriado em água. Para o revenimento, a temperatura de aquecimento deverá ser de 600 ºC, e o resfriamento será na água.

• E.

  Para a têmpera, o eixo deverá ser aquecido até a temperatura acima de 1 530 ºC, sendo em seguida resfriado em óleo. Para o revenimento, a temperatura de aquecimento deverá ser de 1 000 ºC, e o resfriamento será em óleo.

• A.

  0,5 mm.

• B.

  5,0 mm.

• C.

  1,0 mm.

• D.

  0,25 mm.

• E.

  0,001 mm.

• A.

  O sistema não funcionará, pois a carga içada é maior que a capacidade da talha.

• B.

  O esquema funcionará sem problemas, pois a carga no cabo é menor que a capacidade da talha. A carga subirá com metade da velocidade de içamento do cabo.

• C.

  O esquema funcionará sem problemas, pois a carga no cabo é menor que a capacidade da talha. A carga subirá com o dobro da velocidade de içamento do cabo.

• D.

  O esquema funcionará sem problemas, pois a carga no cabo é menor que a capacidade da talha. A carga subirá com a mesma velocidade de içamento do cabo.

• E.

  O esquema não funcionará, pois a talha não terá potência suficiente para elevar a carga.

• A.

  0,125 GPa.

• B.

  250 GPa.

• C.

  7,5 GPa.

• D.

  1,25 GPa.

• E.

  12,5 GPa.

Uma aeronave não tripulada é propelida por hélice que é acionada por um motor de combustão interna. A inércia da hélice e das partes girantes do motor vale 16 kgm2, e a rotação do conjunto é igual a 3 000 rpm. Qual o valor do momento giroscópico desse conjunto sobre o restante da aeronave quando esta executa uma curva de raio igual a 80 m e velocidade tangencial igual a 40 m/s

• A.

  3 789 Nm.

• B.

  1 571 Nm.

• C.

  5 773 Nm.

• D.

  1 043 Nm.

• E.

  2 513 Nm.

• A.

  –3 < K < 12.

• B.

  K > 6.

• C.

  K < 0.

• D.

  0 < K < 6.

• E.

  O sistema é instável para qualquer valor de K.