ATIVIDADE 3 - EPROD - CIÊNCIAS DOS MATERIAIS - 54_2025

ATIVIDADE 3 - EPROD - CIÊNCIAS DOS MATERIAIS - 54_2025

Questão 1

"A necessidade de compreender o mecanismo da fratura, para que se possa prever falhas e evitar acidentes, é a motivação do campo da ciência dos materiais, denominado mecânica da fratura, que é o campo que trata do comportamento dos materiais que contêm trincas, pequenos poros ou microtrincas. Apesar dessas imperfeições estarem presentes nos materiais utilizados em engenharia, isso não impede a utilização desses materiais. Vale salientar que as imperfeições mencionadas não se referem aos defeitos dos materiais, como lacunas, discordâncias etc".

​SOUZA, Luis Henrique de. Ciências dos Materiais. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019. 288 p.

Diante do exposto, analise as afirmativas a seguir sobre fratura de materiais:.

1. Na fratura ocorre a separação de um material em partes devido a uma tensão contínua, intensidade constante que varia lentamente durante o tempo, e ainda pode ser resultado da fadiga ou fluência do material.
2. Na fratura frágil, geralmente ocorre um empescoçamento antes da ruptura. Inicialmente, formam-se cavidades que se expandem e se conectam, criando uma trinca elíptica que cresce até a fratura.

III. A fratura dúctil ocorre com pouca ou nenhuma deformação plástica, caracterizada pela rápida propagação de uma trinca e seu aumento é praticamente perpendicular à tensão aplicada, resultando em uma superfície de fratura relativamente plana e sem empescoçamento.

É correto o que se afirma em

Alternativas

Alternativa 1:

I, apenas.

Alternativa 2:

II, apenas.

Alternativa 3:

I e II, apenas.

Alternativa 4:

II e III, apenas.

Alternativa 5:

I, II e III.

Questão 2

“Os polímeros são compostos orgânicos formados pela união de estruturas de repetição chamadas meros, daí o nome polímeros, que simboliza muitos meros.”

SOUZA, L. H. de. ​Ciências dos Materiais. Maringá: Unicesumar, 2019.

Sobre polímeros, julgue as afirmações a seguir.

1. Polímeros termoplásticos: possuem cadeias lineares flexíveis, alta massa molar, são moldáveis com a diminuição da temperatura e são recicláveis.
2. Polímeros termofixos: possuem estrutura molecular tridimensional rígida, baixa massa molar, são resistentes (fixos) ao aquecimento e são recicláveis.

III. Materiais elastoméricos são polímeros amorfos.

1. Fibras e adesivos são exemplos de polímeros.

É correto o que se afirma em:

Alternativas

Alternativa 1:

I, II e III, apenas.

Alternativa 2:

I, II e IV, apenas.

Alternativa 3:

I, III e IV, apenas.

Alternativa 4:

III e IV, apenas.

Alternativa 5:

I, II, III e IV.

Questão 3

As direções cristalográficas são vetores definidos por linhas que ligam dois pontos da rede cristalina, portanto, esses vetores indicam direções específicas dentro da célula unitária de um material cristalino. O conhecimento dessas direções é importante na determinação de algumas propriedades de materiais cristalinos.

(Ciências dos Materiais. Luis Henrique de Souza. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019. 288 p. “Graduação - EAD”.)

Com base na tabela abaixo, defina as direções cristalográficas requeridas.

Diante do exposto, avalie as afirmações a seguir.

É correto o que se afirma em

Alternativas

Alternativa 1:

I, II e III, apenas.

Alternativa 2:

I, II e IV, apenas.

Alternativa 3:

I, III e IV, apenas.

Alternativa 4:

II, III e IV, apenas.

Alternativa 5:

I, II, III e IV.

Questão 4

A falha por fadiga pode ocorrer em níveis de tensão consideravelmente inferiores ao limite de resistência à tração do material, pois o componente é submetido a esforços repetitivos ou mesmo cíclicos por um longo período de tempo e, dessa forma, a durabilidade desse componente fica seriamente comprometida.

Ciências dos Materiais. Luis Henrique de Souza. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019. 288 p. “Graduação - EAD”.

Diante do exposto, avalie as afirmações a seguir.

1. A falha por fadiga ocorre em duas etapas: primeiro surge uma trica e logo em seguida a estrutura fratura.
2. A fadiga corresponde à falha de um componente devido à aplicação repetitiva

de tensões dinâmicas e variáveis, que podem ser maiores ou menores que o limite de escoamento desse material.

III. A fadiga térmica é ocasionada por tensões oriundas de variações térmicas no ambiente ao qual o componente está inserido.

1. A fadiga associada à corrosão é uma falha resultante da ação de uma tensão cíclica aliada a um ataque químico.

É correto o que se afirma em

Alternativas

Alternativa 1:

I, II e III, apenas.

Alternativa 2:

I, II e IV, apenas.

Alternativa 3:

I, III e IV, apenas.

Alternativa 4:

II, III e IV, apenas.

Alternativa 5:

I, II, III e IV.

Questão 5

"Muitos materiais, quando em serviço, são submetidos a forças ou cargas. Nestas situações é necessário conhecer as propriedades do material, dentre estas o módulo de resiliência."

​MEZZOMO, Mateus Henrique; MORAES, Amauri Gomes de. Determinação do módulo de elasticidade em aços e alumínio através da frequência natural comparado ao ensaio de tração. Matéria (Rio de Janeiro), v. 25, p. e-12635, 2020. Disponível em:<https://www.scielo.br/j/rmat/a/K3RXq6PCSdYMDFyfY6q3PPm/?format=html>. Acesso em: 16/11/2023.

Neste contexto, é possível calcular o módulo de resiliência de um material metálico, sabendo que a tensão no escoamento e a deformação no escoamento foram dados na Tabela 1 a seguir.  Considere a largura de 57 mm para o comprimento original do corpo de prova.

Tabela 1 - Dados gerados no ensaio de tração.

Fonte: adaptado de Mezzomo e Moraes (2020).

MEZZOMO, Mateus Henrique; MORAES, Amauri Gomes de. Determinação do módulo de elasticidade em aços e alumínio através da frequência natural comparado ao ensaio de tração. Matéria (Rio de Janeiro), v. 25, p. e-12635, 2020. Disponível em:<https://www.scielo.br/j/rmat/a/K3RXq6PCSdYMDFyfY6q3PPm/?format=html>. Acessado em: 16/11/2023.

​Sabendo que:

1 MPA = 1 MN/m²

1 mm/mm = 1 m/m

N.m = J

Considerando o exposto, analise as afirmativas abaixo.

​I. O módulo de resiliência do alumínio é aproximadamente 5,15 MJ/m3.

3. O módulo de resiliência do Aço Domex 700 é aproximadamente 1,10 MJ/m3.

III. O módulo de resiliência do Aço SAE 1522 é aproximadamente 0,071 MJ/m3.

1. Um dos resultados que pode ser extraído da curva tensão-deformação de resistência à tração é o módulo de resiliência que é a tensão máxima na curva de tensão-deformação do material.

​É correto o que se afirma em:

Alternativas

Alternativa 1:

I e IV, apenas.

Alternativa 2:

II e III, apenas.

Alternativa 3:

III e IV, apenas.

Alternativa 4:

I, II e III, apenas.

Alternativa 5:

II, III e IV, apenas.

Questão 6

"Em materiais metálicos, existe um comportamento importante, chamado de endurecimento por solução sólida. Esse comportamento é caracterizado pelo aumento da resistência mecânica como consequência do aumento da restrição à movimentação de discordâncias do material. Essa é a razão pela qual o latão, liga de cobre e zinco, é mais resistente do que o cobre puro".

​SOUZA, Luis Henrique de. Ciências dos Materiais. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019. p. 175.0

Sobre o endurecimento por solução sólida, assinale a alternativa correta que apresenta os efeitos do endurecimento por solução sólida nas propriedades mecânicas dos metais.

Alternativas

Alternativa 1:

A ductilidade é geralmente aumentada pelo endurecimento por solução sólida.

Alternativa 2:

A condutividade elétrica dos metais puros é geralmente maior do que a das ligas.

Alternativa 3:

A resistência à fluência das ligas é inferior à dos metais puros, devido a diminuição com o endurecimento por solução sólida.

Alternativa 4:

A resistência à fluência das ligas é superior à dos metais puros, devido ao aumento com o endurecimento por solução sólida.

Alternativa 5:

O limite de escoamento, a resistência à tração e a dureza das ligas metálicas são geralmente menores do que os dos metais puros.

Questão 7

"A proporcionalidade entre a tração e a deformação de engenharia é descrita pela Lei de Hooke. A tensão de engenharia σ é igual à deformação de engenharia ∈ multiplicada por E, que é a constante de proporcionalidade, conhecida como módulo de elasticidade ou módulo de Young, cuja unidade no SI é GPa (gigapascal). A determinação do módulo de elasticidade pode ser feita a partir da curva de tensão de engenharia versus deformação de engenharia do material, calculando-se a inclinação da curva na região elástica (inclinação da reta)."

SOUZA, Luis Henrique de. Ciências dos Materiais. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019.

Diante do exposto, relacione a equação da Lei de Hooke com a equação da deformação e calcule a variação de comprimento (Δl) sabendo que a liga metálica é o alumínio com Módulo de Elasticidade igual a 69 GPa ou 69.109 Pa, com comprimento original de 400 mm, causada por uma tensão de tração com intensidade 100 ⋅ 106 Pa, considerando a deformação totalmente elástica. Assinale a alternativa correta que traz o resultado do cálculo.

Alternativas

Alternativa 1:

0,38 mm.

Alternativa 2:

0,48 mm.

Alternativa 3:

0,58 mm.

Alternativa 4:

0,68 mm.

Alternativa 5:

0,78 mm.

Questão 8

"Os aços são produzidos essencialmente de duas maneiras, a partir da redução de minérios de ferro ou pela reciclagem de sucata de aço. Os aços são ligas ferrosas que, na teoria, contêm concentrações de carbono entre 0,08%p e 2,14%p, entretanto, na prática são quase sempre inferiores a 1%p C. As propriedades mecânicas dos aços são sensíveis a variações na concentração de carbono dessas ligas. Existem milhares de ligas de aço, podendo conter quantidades significativas de outros diferentes elementos de liga, com composições e tratamentos térmicos distintos".

​SOUZA, Luis Henrique de. Ciências dos Materiais. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019. p. 257.

Sobre as classes dos aços, avalie as afirmações a seguir.

​

1. Uma das classes de ação é o aço de baixo teor de carbono, considerado o mais produzido em quantidade comparado aos outros aços. 
2. Uma das classes de ação é o aço de médio teor de carbono, que contém uma quantidade de carbono suficiente para o tratamento térmico de têmpera e revenido com o intuito de melhorar as propriedades mecânicas. 

III. Uma das classes de ação é o aço de alto teor de carbono, que em comparação ao ação de baixo e médio teor de carbono tem maior dureza, mais resistente e com menor ductilidade.

É correto o que se afirma em

Alternativas

Alternativa 1:

I, apenas.

Alternativa 2:

II, apenas.

Alternativa 3:

III, apenas.

Alternativa 4:

I e II, apenas.

Alternativa 5:

I, II e III.

Questão 9

"A partir da resistividade elétrica, podemos definir outra propriedade importante, a condutividade elétrica, σ, que é simplesmente o inverso da resistividade elétrica. Assim como a resistividade

elétrica, a condutividade elétrica não depende da geometria da amostra, depende somente do tipo de material utilizado".

​SOUZA, Luis Henrique de. Ciências dos Materiais. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019. p. 196.

Sobre a classificação a partir dos valores de condutividade elétrica dos materiais, analise as afirmativas a seguir.

1. Os condutores são aqueles que possuem condutividades entre 104 e 107 (Ω ∙ m)-1.
2. Os semicondutores são aqueles que possuem condutividades entre 10-7 e 104 (Ω ∙ m)-1.

III. Os isolantes são aqueles que possuem condutividades entre 10-20 e 10-10 (Ω ∙ m)-1.

É correto o que se afirma em

Alternativas

Alternativa 1:

I, apenas.

Alternativa 2:

III, apenas.

Alternativa 3:

II e III, apenas.

Alternativa 4:

I e II, apenas.

Alternativa 5:

I, II e III.

Questão 10

“As variações de temperaturas experimentadas pelos materiais podem acabar causando tensões neles. Essas tensões térmicas precisam ser levadas em conta, uma vez que podem causar uma deformação plástica indesejável ou, até mesmo, a fratura de um componente.”

SOUZA, L. H. de. ​Ciências dos Materiais. Maringá: Unicesumar, 2019.

Sobre tensões térmicas, avalie as afirmações a seguir.

1. As tensões térmicas podem ser causadas caso não sejam restringidas a expansão ou a contração do material.
2. Gradientes de temperatura podem resultar em tensões térmicas.

III. Alguns materiais podem fraturar devido a choques térmicos.

É correto o que se afirma em:

Alternativas

Alternativa 1:

I, apenas.

Alternativa 2:

II, apenas.

Alternativa 3:

III, apenas.

Alternativa 4:

I e II, apenas.

Alternativa 5:

II e III, apenas.