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Curso Preparatório – Professor Frydman PROFESSORFRYDMAN.COM.BR 1 PETROBRAS - Engenheiro de Petróleo (2022) RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS CESGRANRIO (2008 a 2018) 1. CESGRANRIO (2008) Esforços Solicitantes A viga simétrica com carregamento simétrico, mostrada na figura, apresenta um trecho sujeito a uma flexão pura. Isto ocorre porque neste trecho o (A) esforço cortante varia linearmente com a posição. (B) esforço cortante é diferente de zero. (C) momento fletor é negativo. (D) momento fletor é positivo. (E) momento fletor é constante e diferente de zero. 2. CESGRANRIO (2008) Flexão Elástica O momento de inércia da seção transversal de uma viga sujeita a uma flexão é um parâmetro importante na caracterização da resistência e da rigidez da viga. Assim, é correto afirmar que (A) as tensões normais atuantes na viga são proporcionais a este parâmetro. (B) as tensões cisalhantes atuantes na viga são inversamente proporcionais a este parâmetro. (C) a rigidez da viga é proporcional ao inverso desse parâmetro. (D) os deslocamentos da viga independem deste parâmetro. (E) este parâmetro não afeta a resistência da viga. 3. CESGRANRIO (2008) Tensão e Deformação No caso de uma peça prismática solicitada axialmente por compressão elástica, as deformações transversais são (A) negativas e proporcionais ao inverso do módulo de elasticidade do material. (B) negativas e proporcionais ao Coeficiente de Poisson do material. (C) positivas e proporcionais ao módulo de elasticidade do material. (D) positivas e proporcionais ao módulo da tensão axial. (E) positivas e proporcionais ao módulo da tensão transversal. 4. CESGRANRIO (2010.1) Tensão e Deformação Durante o ensaio de compressão de um corpo de prova no regime elástico linear, um ponto do material fica sujeito a um estado tridimensional de deformações, no qual as deformações transversais ao corpo de prova são (A) nulas. (B) iguais à deformação axial. (C) positivas e proporcionais à deformação axial. (D) negativas e proporcionais à deformação axial. (E) maiores, em módulo, do que a deformação axial. 5. CESGRANRIO (2010.1) Esforços Solicitantes Uma tubulação é instalada sobre apoios, conforme ilustrado na figura acima. Considerando os efeitos de flexão devida ao peso próprio uniformemente distribuído da tubulação e do fluido em seu interior, as curvas do diagrama de momentos fletores entre os apoios são polinômios de ordem (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 (E) 5 6. CESGRANRIO (2010.1) Reações A figura acima ilustra uma barra homogênea articulada em A, que está mantida em equilíbrio, na horizontal, sustentada por um cabo inextensível e de massa desprezível. Um corpo está suspenso em B. A Curso Preparatório – Professor Frydman PROFESSORFRYDMAN.COM.BR 2 reação da articulação A sobre a barra é melhor representada por Texto para as questões 7 e 8 (CERTO/ERRADO) Os tubos de perfuração utilizados em poços de petróleo são estruturas prismáticas sujeitas, principalmente, à torção combinada com cargas axiais compressivas. Um estado plano de tensões referente a um ponto desse tipo de tubulação é mostrado na figura abaixo. 7. CESGRANRIO (2010.1) Círculo de Mohr Com base na orientação das tensões normal e cisalhantes, as tensões principais atuantes nesse ponto são (A) ambas de compressão. (B) ambas de tração. (C) uma de tração e outra de compressão com módulos idênticos. (D) uma de tração e outra de compressão, sendo a de tração a de maior módulo. (E) uma de tração e outra de compressão, sendo a de compressão a de maior módulo. 8. CESGRANRIO (2010.1) Tensão e Deformação Considerando o material do tubo como elástico e linear, as correspondentes deformações que ocorrem nesse ponto são tais que (A) ɛx = 0, ɛy ≠ 0 e γxy = 0 (B) ɛx ≠ 0, ɛy = 0 e γxy ≠ 0 (C) ɛx ≠ 0, ɛy ≠ 0 e γxy = 0 (D) ɛx = 0, ɛy ≠ 0 e γxy ≠ 0 (E) ɛx ≠ 0, ɛy ≠ 0 e γxy ≠ 0 9. CESGRANRIO (2010.2) Esforços Solicitantes A figura acima representa o diagrama de Momento Fletor (M) para uma viga homogênea, de comprimento L, submetida a determinado carregamento, e a convenção utilizada para os sinais do Momento Fletor e Esforço Cortante (C). O diagrama de Esforço Cortante para essa viga está representado em 10. CESGRANRIO (2010.2) Flexão Elástica Considere uma viga reta, homogênea e de seção transversal constante, inicialmente na posição horizontal. A seção transversal em cada extremidade é vertical, ou seja, cada elemento longitudinal possui, inicialmente, o mesmo comprimento. A viga é fletida única e exclusivamente pela aplicação de momentos fletores, e a ação pode ser considerada elástica. Para essa situação, com as hipóteses consideradas, analise as afirmações a seguir. I - Qualquer seção plana da viga, antes da flexão, permanece plana após essa flexão. Curso Preparatório – Professor Frydman PROFESSORFRYDMAN.COM.BR 3 II - Existem elementos longitudinais da viga que não sofrem deformação, ou seja, alteração em seu comprimento. III - Todos os elementos longitudinais da viga encontram-se submetidos a tensões de tração. Está correto o que se afirma em (A) I, apenas. (B) I e II, apenas. (C) I e III, apenas. (D) II e III, apenas. (E) I, II e III. 11. CESGRANRIO (2010.2) Flexão Elástica Uma viga homogênea apresenta seção transversal na forma de um triângulo retângulo de catetos a e b, onde a = b/2, conforme ilustra a figura acima. O ponto G representa o baricentro do triângulo, por onde passam os eixos ortogonais x e y. Também estão representados o eixo x’, paralelo a x, e o eixo y’, paralelo a y, que passam pelo vértice formado pelos dois catetos. Os momentos de inércia de área dessa seção, em relação aos eixos x, y, x’e y’, são denominados por Ix, Iy, Ix’, Iy’, respectivamente. Nessa perspectiva, verifica-se a seguinte relação: (A) Ix Ix’ > Iy> Iy’ (C) Ix= Ix’e a correspondente deformação da barra (σ = Eɛ). Assim, se a uma barra de aço (E = 200 GPa) engastada, de área de seção transversal de 4,0 cm2, for aplicada uma força de tração de 1.000 N em sua extremidade livre, a deformação ɛ ocorrente nos vários pontos da barra será igual a (A) 12,5 μ (B) 25,0 μ (C) 125 μ (D) 250 μ (E) 1.250 μ 17. CESGRANRIO (2014) Tensão e Deformação A Figura abaixo mostra a curva típica de comportamento de um material dúctil durante um ensaio de tração. Nessa curva, o ponto (A) P representa o limite de resistência elástica linear do material. (B) P representa o limite de resistência máxima do material. (C) Q representa o limite de resistência elástica do material. (D) Q representa o limite de ruptura do material. (E) R representa o limite de resistência elástica do material. Texto para as questões 18 e 19 (CERTO/ERRADO) A Figura abaixo mostra uma viga biapoiada sujeita à flexão devida a uma carga transversal F. 18. CESGRANRIO (2014) Esforços Solicitantes O valor do momento fletor máximo atuante na viga ocorre na(s) seção(ões) (A) dos apoios (B) de aplicação da força F (C) do apoio mais próximo à força F (D) do apoio mais afastado da força F (E) entre o ponto de aplicação da força F e o apoio mais próximo 19. CESGRANRIO (2014) Reações Se esta viga for aquecida, a tensão devida ao efeito térmico será (A) negativa no ponto P e positiva no ponto Q. (B) negativa no ponto P e negativa no ponto Q. (C) positiva no ponto P e positiva no ponto Q. (D) positiva no ponto P e negativa no ponto Q. (E) nula no ponto P e nula no ponto Q. 20. CESGRANRIO (2014) Esforços Solicitantes Em uma viga, com uma das extremidades engastada e a outra livre, sujeita a uma força concentrada na extremidade livre, os diagramas de momentos fletores e de forças cortantes indicam um comportamento ao longo da viga, respectivamente, (A) constante e constante (B) constante e linear (C) linear e constante (D) quadrático e constante (E) quadrático e linear Curso Preparatório – Professor Frydman PROFESSORFRYDMAN.COM.BR 5 21. CESGRANRIO (2018) Tensão e Deformação Os resultados de um ensaio de tração realizado na região de comportamento elástico linear de dois corpos de prova de materiais dúcteis distintos (A e B) são representados pelas retas no diagrama tensão x deformação mostrado na Figura abaixo. A propriedade com maior valor no material A do que no material B, segundo esses resultados, é a(o) (A) alongamento percentual (B) módulo de elasticidade (C) massa específica (D) tensão de ruptura (E) tensão de escoamento 22. CESGRANRIO (2018) Flexão Elástica Na seção transversal retangular de uma viga sob flexão, atuam um momento fletor M e uma força cisalhante V, conforme mostrado na Figura abaixo. Em decorrência desses esforços internos, a tensão normal máxima de tração e a tensão cisalhante máxima atuam, respectivamente, nos pontos da seção sobre a (A) linha neutra (LN) e sobre a linha PQ (B) linha neutra (LN) e sobre a linha RS (C) linha PQ e sobre a linha RS (D) linha RS e sobre a linha neutra (LN) (E) linha PQ e sobre a linha neutra (LN) 23. CESGRANRIO (2018) Tensão e Deformação A barra mostrada na Figura é fabricada de um aço com módulo de elasticidade E = 200 GPa e coeficiente de Poisson ʋ = 0,3. Se a barra for solicitada axialmente por uma força compressiva F = 5,0 kN, conforme indicado na Figura, as deformações específicas nas direções x, y e z serão, respectivamente, (A) 25.10-6, -75.10-6 e -75.10-6 (B) -25.10-6, -75.10-6 e -75.10-6 (C) 250.10-6, 75.10-6 e 75.10-6 (D) -250.10-6, 75.10-6 e 75.10-6 (E) -250.10-6, -75.10-6 e -75.10-6 24. CESGRANRIO (2018) Esforços Solicitantes A viga biapoiada, mostrada na Figura abaixo, é carregada de forma simétrica por cargas distribuídas uniformes q = 5,0 kN/m. O valor do momento fletor atuante na região de flexão pura dessa viga, expresso em N.m, é de (A) 100 (B) 200 (C) 400 (D) 800 (E) 1.000 25. CESGRANRIO (2018) Círculo de Mohr As tensões atuantes no ponto mais solicitado da superfície de um eixo sujeito à torção e à flexão são mostradas na Figura com a indicação de seus sentidos. O círculo de Mohr que representa esse estado plano de tensões é Curso Preparatório – Professor Frydman PROFESSORFRYDMAN.COM.BR 6 CESPE 2001 a 2008 Texto para as questões 26 a 30 (CERTO/ERRADO) A viga de aço ilustrada possui seção transversal retangular vazada, altura h, largura b (h > b) e espessura uniforme e. Essa viga está submetida aos carregamentos uniformemente distribuídos de intensidade q, como mostrado na figura. Com base nessa figura, nas informações apresentadas e considerando o peso próprio da viga desprezível em comparação com a intensidade dos carregamentos, julgue os itens subseqüentes. 26. ( ) CESPE (2001) Reações A reação no apoio A é maior, em módulo, que a reação no apoio B. 27. ( ) CESPE (2001) Esforços Solicitantes O elemento da viga no ponto C está submetido a uma tensão de compressão. 28. ( ) CESPE (2001) Esforços Solicitantes O elemento da viga no ponto D está submetido a uma tensão de tração. 29. ( ) CESPE (2001) Esforços Solicitantes O valor do esforço cortante só é nulo no trecho em balanço da viga. 30. ( ) CESPE (2001) Flexão Elástica Caso se desejasse reduzir a flecha máxima da viga mostrada por meio de soldagem de outra viga, igual em comprimento e em seção transversal, seria mais eficiente se essa soldagem fosse realizada sobre a viga original do que lateralmente a ela. Texto para as questões 31 a 35 (CERTO/ERRADO) A figura apresenta a planta de uma tubulação de aço submetida ao fluxo de um fluido sob pressão, com vazão Q. Os trechos retilíneos são fixados ao terreno por meio de elementos de fundação convenientemente espaçados. O fluxo pode ser totalmente interrompido com o fechamento do registro na tubulação, mantendo-se a mesma pressão interna. Os diâmetros internos e as espessuras dos tubos e da curva são constantes ao longo do trecho apresentado. No corte A-A, σt representa as tensões tangenciais na seção A-A. Combase na figura e nas informações apresentadas, julgue os itens abaixo. 31. ( ) CESPE (2001) Tensão e Deformação Quando o registro está aberto e o fluido está em movimento, os parafusos que fixam o trecho em curva aos tubos retilíneos são sempre submetidos somente a tensões normais de tração. 32. ( ) CESPE (2001) Membranas Se a espessura da tubulação é pequena em relação ao seu diâmetro interno, quando o registro está fechado e a tubulação pressurizada, as tensões tangenciais σt são maiores que as tensões axiais, normais ao plano do corte A-A. 33. ( ) CESPE (2001) Mecânica dos Fluidos Os esforços a que os parafusos de fixação do trecho em curva estão submetidos independem da velocidade de fluxo do fluido. Curso Preparatório – Professor Frydman PROFESSORFRYDMAN.COM.BR 7 34. ( ) CESPE (2001) Membranas As tensões tangenciais σt são diretamente proporcionais ao raio interno da tubulação. 35. ( ) CESPE (2001) Tensão e Deformação Para uma determinada pressão interna, caso o material da tubulação fosse alumínio, a sua deformabilidade seria maior que a da tubulação de aço. 36. ( ) CESPE (2004) Tensão e Deformação Um parafuso longo é empregado para prender uma tampa de vaso de pressão. Considerando que o parafuso é solicitado essencialmente a tração, para efeito de cálculo do dimensionamento a tração do parafuso, é correto admitir que as tensões normais se distribuem uniformemente sobre a seção transversal do mesmo, em regiões suficientemente distantes da cabeça ou da porca. 37. ( ) CESPE (2004) Flexão Elástica Com relação à seção transversal de uma viga de aço com seção transversal em perfil I apoiada em suas extremidades e submetida ao peso próprio,é correto afirmar que as contribuições das mesas da viga ao momento de inércia de área devem-se principalmente às distâncias entre os centros geométricos das mesas e o centro geométrico da seção I. 38. ( ) CESPE (2004) Círculo de Mohr Supondo que um ponto material está submetido a um estado de tensão qualquer, a maior tensão cisalhante observada no ponto material é sempre igual à média aritmética das tensões principais máxima e mínima no ponto. 39. ( ) CESPE (2004) Círculo de Mohr Supondo que um ponto material está submetido a um estado de tensão qualquer, se as três tensões principais são iguais entre si, então todo plano passando pelo ponto material é plano principal. Texto para as questões 40 a 43 (CERTO/ERRADO) Um reservatório de forma esférica e parede com espessura t muito menor que seu raio r é preenchido com gás a uma pressão p. Em relação a esse reservatório, julgue os itens a seguir. 40. ( ) CESPE (2004) Membranas A resistência do reservatório à pressão interna é menor do que a de um reservatório cilíndrico com mesmo raio r em seu trecho cilíndrico, parede com mesma espessura t e construído com o mesmo material. 41. ( ) CESPE (2004) Membranas Como o vaso de pressão tem parede com espessura t muito menor que seu raio r, é correto admitir que a tensão de membrana varie linearmente ao longo da espessura. 42. ( ) CESPE (2004) Círculo de Mohr Como a tensão de membrana em um ponto do vaso de pressão independe do plano considerado, desde que o mesmo passe pelo centro da esfera, é correto concluir que não se observam tensões cisalhantes nas paredes do reservatório. 43. ( ) CESPE (2004) Membranas A tensão de membrana observada na parede do reservatório pode ser corretamente calculada por meio da fórmula 𝜎 = 𝑝𝑟 2𝑡 . Texto para as questões 44 e 45 (CERTO/ERRADO) Um tubo de aço com diâmetro D, parede com espessura t, comprimento L e submetido ao peso próprio com resultante P está apoiado sobre dois calços, um em uma de suas extremidades e o outro a uma distância 𝐿 3 da outra extremidade. Nessas condições, julgue os itens a seguir. 44. ( ) CESPE (2004) Flexão Elástica Uma vez que a deflexão da extremidade não apoiada do tubo é não nula, o momento fletor correspondente também é não nulo. 45. ( ) CESPE (2004) Flexão Elástica O maior momento fletor observado no tubo, em valor absoluto, é igual a 𝑃𝐿 18 e ocorre na seção transversal apoiada à distância 𝐿 3 de uma das extremidades. 46. CESPE (2008) Tensão e Deformação A figura mostra, de forma esquemática, uma barra de seção transversal de área A, comprimento L e módulo Curso Preparatório – Professor Frydman PROFESSORFRYDMAN.COM.BR 8 de elasticidade E, submetida a uma força de tração P, produzindo uma deformação δ. Sabendo-se que, de acordo com a lei de Hooke, F = E.ε, em que F é a tensão na barra e ε é a deformação específica, assinale a opção correta. A) A rigidez axial da peça tracionada é o produto da área da seção transvesal da barra pelo módulo de elasticidade. B) A medida da flexibilidade da barra, definida como a deformação decorrente de uma carga unitária, pode ser determinada quantitativamente pela relação 𝐸.𝐴 𝐿 . C) A rigeza da barra, definida como a força necessária para produzir uma deformação unitária, é inversamente proporcional ao módulo de elasticidade. D) A deformação ou alongamento específico ε é diretamente proporcional à força de tração e inversamente proporcional à deformação δ. E) A tensão na seção da barra é definida pela relação: 𝜎 = 2𝑃 𝐴 . 47. CESPE (2008) Esforços Solicitantes Na figura acima, é representada uma viga biapoiada, submetida a uma carga q, distribuída e de valor igual a 18 kgf/m. A seção transversal da viga é retangular, medindo 2 cm de largura e 6 cm de altura. Considerando essas informações e desprezando o peso próprio da viga, assinale a opção correta. A) A reação do apoio B, em módulo, é igual a 36 kgf. B) O esforço cortante, na seção B, é igual a +18 kgf. C) O módulo do momento fletor, na seção B, é igual a 35 kgfAm. D) Sabendo-se que o módulo Z de resistência a tração é expresso pela equação 𝑍 = 𝑏.ℎ2 6 , em que b e h são a largura, a altura da seção transversal da viga, então o módulo da tensão máxima (tração e compressão) é igual a 30 kgf/cm2. E) No ponto A, o esforço cortante é igual a zero. 48. CESPE (2008) Esforços Solicitantes A figura representa o diagrama de esforços cortantes de uma viga biapoiada. Considerando que A e B são os pontos de apoio da viga e que seu peso é desprezível, assinale a opção correta. A) O módulo da reação no apoio A é igual a 4 kgf. B) A carga atuante, que é distribuída ao longo da viga, entre os pontos de apoio, é igual a 1 kgf/m. C) O momento fletor no ponto C é, em módulo, superior a 30 kgfAm. D) Em um ponto no vão da viga, situado a 2 m do apoio A, o esforço cortante é igual a +4 kgf. E) Se o módulo de resistência da viga é igual a 221,25 cm3, então a tensão máxima de tração é igual a 200 kgf/cm2. 49. CESPE (2008) Esforços Solicitantes A figura acima representa o diagrama dos momentos fletores de uma viga biapoiada nos pontos de apoio A e B. Desprezando-se o peso próprio da viga, assinale a opção correta. A) O esforço cortante no ponto A, em módulo, é superior a 4 kgf. B) A força na viga corresponde a uma carga distribuída de valor igual a 4 kgf/m que atua em um ponto do vão situado a 2 m a partir do ponto B. C) A reação do apoio no ponto B é, em módulo, igual a +2 kgf. D) No ponto do vão da viga, que está a 2 m do ponto B, o diagrama de esforço cortante apresenta uma descontinuidade de 6 kgf, em módulo. E) Na seção transversal da viga correspondente ao do ponto C, o esforço cortante é igual a - 4 kgf. Curso Preparatório – Professor Frydman PROFESSORFRYDMAN.COM.BR 9 CEBRASPE 2022 Texto para as questões 50 a 57 (CERTO/ERRADO) Os corpos materiais nunca podem ser estritamente corpos rígidos, pois sempre que submetidos à ação de uma força externa sofrem deformações que alteram as distâncias relativas entre suas partes. As deformações, quando são elásticas e linearmente proporcionais às tensões externas ao qual o corpo está submetido, podem ser calculadas a partir do conhecimento dos módulos de elasticidade de Young, os quais dependem do tipo de material do qual o corpo é constituído. Esses módulos em geral são muito grandes em sólidos e líquidos, implicando que esses materiais deformam muito pouco. Como exemplo, os módulos de Young do ferro e alumínio são dados respectivamente por Yferro = 21 × 1010 Pa e Yalumínio = 7 × 1010 Pa. Considerando essas informações, julgue os itens a seguir. 50. ( ) Tensão e Deformação O fato de sólidos e líquidos se deformarem elasticamente implica na possibilidade de propagação de perturbações ondulatórias nesses meios. 51. ( ) Tensão e Deformação Se uma barra de alumínio e outra de ferro do mesmo tamanho forem submetidas a uma mesma força externa que tende a comprimi-las, então a barra de alumínio irá se comprimir três vezes mais que a barra de ferro. 52. ( ) Tensão e Deformação A velocidade de propagação de uma onda no ferro é três vezes maior que a velocidade de propagação de uma onda no alumínio. 53. ( ) Tensão e Deformação Toda deformação elástica implica que um corpo deformado pela ação de uma tensão externa volta à sua configuração original. 54. ( ) Esforços Solicitantes Uma viga com suas extremidades fixadas em dois pontos de apoio tende a se curvar, implicando em uma compressão em todos os pontos da viga. 55. ( ) Tensão e Deformação Todo material tem módulo de Young de dilatação igual ao módulo de compressão. 56. ( ) Tensão e Deformação Todo sólido submetido a uma tensão externa que aumenta se deforma elasticamente até romper ou quebrar, quando um certo valor limiteé alcançado pela tensão externa. 57. ( ) Tensão e Deformação Para se dilatar o comprimento de uma barra de alumínio em 1%, é necessário que a tensão externa aplicada nas extremidades da barra seja de 21 × 108 Pa. RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS - GABARITO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 E B D C B A E E E B 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A D C B C A A B E C 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 B E D A C E E C E C 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 E C E C C C C E C E 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 E X C E C A E XXX D C 51 52 53 54 55 56 57 C XXX C E E E E