Engenharia Mecânica e Engenharia de Produção

Mecânica dos Sólidos I - Lista 4 Prof. Gilberto Machado da Silva

1- Uma haste de poliestireno, de comprimento 300mm e diâmetro 25,4mm, é submetida a uma carga de tração de 3560N. Sabendo-se que E=3,1GPa, determinar: a) O alongamento da haste. b) A tensão normal na haste

2- Um arame de aço de 60m de comprimento não deve alongar-se mais do que 48mm, quando é aplicada uma tração de 6kN. Sendo E=200GPa, determinar: a) O menor diâmetro que pode ser especificado para o arame. b) O correspondente valor da tensão normal.

3- Um arame de 80m de comprimento e diâmetro de 5mm é feito de aço com E=200 GPa e tensão ultima de 400MPa, se um coeficiente de segurança de 3,2 é desejado, qual é: a) A maior força de tração admissível no arame. b) O correspondente alongamento do arame.

4- Um fio de nylon está sujeito a uma força de tração de 9,0N. Sabendo-se que E=3,45GPa e que a máxima tensão admissível é de 40 MPa, determinar: a) O diâmetro necessário para o fio. b) O correspondente acréscimo percentual ε[%] do comprimento do fio.

5- Uma haste de controle feita de latão-amarelo deve alongar-se de 3,2mm, quando sujeito a uma carga de 4kN. Sabendo-se que E=105GPa e que a máxima tensão normal admissível é de 415MPa, determinar: a) Omenor diâmetro que pode ser especificado para a haste. b) O correspondente comprimento necessário da haste.

6- Num arame de alumínio de 4mm de diâmetro, é observado um alongamento de 25mm, quando a força de tração no arame é de 400N. Sabendo que E=70GPa, e que a tensão ultima para o alumínio é de 110 MPa, determinar: a) O comprimento do arame. b) O coeficiente de segurança.

7- Uma barra de alumínio de 1,5m de comprimento não poderá alongar-se mais que 1mm e a tensão normal não pode exceder a 40MPa, quando estiver sujeita a uma carga axial de 3kN. Sabendo que E=70GPa, determinar o diâmetro necessário do fio.

8-Um fio de nylon está sujeito a uma tração de 10N. Sabendo-se que E=3,45GPa, que a máxima tensão admissível é de 40 MPa, e que o comprimento do fio não poderá aumentar mais que 1%, determinar o diâmetro necessário do fio.

9-Duas barras cilíndricas maciças são ligadas em B e carregadas como mostrado. A barra AB é de aço (E=200GPa) e a barra BC é de latão (E=105 GPa). Determinar: a) A deformação total da barra composta ABC e a deflexão do ponto B. b) A carga P para a qual a deformação total da barra seja nula e a correspondente deflexão do ponto B.

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10- Duas barras cilíndricas maciças são ligadas em B e carregadas como mostrado. A barra AB é de aço (E=200 GPa) e a barra BC é de latão (E=105GPa). Determinar: a) A deformação total da composta ABC e a deflexão do ponto B. b) A carga P, para que a deformação total da barra seja -0,2 mm e a correspondente deflexão do ponto B.

11- Duas barras cilíndricas maciças AC e CD, ambas de mesma liga de aluminio (E=70GPa), são soldadas juntas em C esubmetidas ao arregamento indicado. Determinar: a) A deformação total da barra composta ABCD. b) A deflexão dos pontos B e C.

12- Uma amostra para ensaio de 5mm de espessura deve ser cortada de uma placa de vinil (E= 3,10 GPa) e submetida a uma carga de tração de 1,5 kN. Determinar: a) A deformação total da amostra e a deformação apenas na porção central. b) A maior carga P admissível se a deformação na porção AB e a deformação total da amostra não devem exceder 0,2 mm e 1 mm, respectivamente.

13-Uma barra maciça de latão de 150mm de comprimento e 10 mm de diâmetro se ajusta perfeitamente, dentro de um tubo de mesmo comprimento , com 15 mm de diâmetro externo e 10 mm de diâmetro interno. Uma porção de 50mm da barra está colada ao tubo e sobre esta é aplicada uma carga de 27 kN, como mostarado. Sabendo que E=105GPa, determinar: a) A deflexão do ponto A. b) O máximo valor da tensão normal nesse conjunto.

14-Um tubo de poliestireno de parede fina (E=3,1Gpa), com 3,2 mm de espessura, e uma placa rígida circular , são usadas para suportar uma barra de aço AB (E=200GPa) com 250 mm de comprimento e 6 mm de diâmetro. Determinar a maior carga P admissível, se a deflexão nos pontos A e B não devem exceder 0,108mm e 0,305mm, respectivamente.

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15- Cada uma das hastes de ligação AB e CD, são de aço (E=200 GPa) e tem seção retangular uniforme de 6,4x25,4 mm. Determinar a maior carga P que pode ser aplicada ao ponto E, sendo que a deflexão nesse ponto não pode exceder 0,25mm.

16- Em um teste de tração, uma barra de 20mm de diâmetro é submetida a uma força P=30 kN. Sabendo-se que E=80GPa e ν=0,35, determinar: a) O alongamento da barra, em um trecho central de 150mm e a variação do diâmetro da barra. b) Considerando que uma força P=6kN tenha sido aplicado na mesma barra e que a mesma alongou-se de 14mm com um decréscimo de diâmetro de 0,85mm no trecho central de 150mm de comprimento, determinar o seu módulo de elasticidade e o seu coeficiente de Poisson.

17) O conjunto acima consiste de duas barras rígidas originalmente horizontais. Elas são suportadas por duas barras verticais de área 25 mm2 e E=200GPa. Se uma força vertical de 50kN é aplicada na barra AB, determine os deslocamentos nos pontos C, B e E.

18) No conjunto mostrado acima a barra BDE é rígida e suspensa por duas barras flexíveis AB e CD, a barra AB é de aluminio com E=70GPa e seção transversal de 500 mm2 e a barra CD é de aço com E=200GPa e seção transversal com área de 600 mm2. Determine: a) Os deslocamentos do pontos B, D e E. b) As tensões normais nas barras AB e CD.

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