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Material de Estudo Nº 26: Engenharia de Materiais - Moldando o Futuro com Ciência e Inovação Introdução: Este material explora conceitos da engenharia de materiais, desafiando a aplicação prática do conhecimento em cenários complexos de seleção, desenvolvimento e análise de materiais para diversas aplicações. 1. Um engenheiro de materiais está projetando uma liga leve e resistente para componentes de aeronaves. Qual a principal combinação de propriedades que ele deve buscar nessa liga? a) Alta densidade e alta ductilidade. b) Baixa densidade e alta resistência à tração. c) Alta condutividade elétrica e alta tenacidade. d) Baixa condutividade térmica e alta dureza. e) Alta resistência à corrosão e baixa ductilidade. Resposta: b) Baixa densidade e alta resistência à tração. Justificativa: Ligas leves e resistentes são essenciais para reduzir o peso das aeronaves e aumentar a eficiência do combustível, exigindo baixa densidade e alta resistência à tração. 2. Em um estudo sobre o comportamento de materiais cerâmicos, um pesquisador está analisando a fratura de um componente cerâmico sob carga de impacto. Qual a principal característica dos materiais cerâmicos que contribui para sua fratura frágil? a) Alta ductilidade. b) Baixa tenacidade à fratura. c) Alta condutividade térmica. d) Baixa resistência à corrosão. e) Alta densidade. Resposta: b) Baixa tenacidade à fratura. Justificativa: Materiais cerâmicos apresentam baixa tenacidade à fratura, o que significa que eles se deformam pouco antes da fratura, resultando em fraturas frágeis. 3. Um engenheiro de materiais está projetando um compósito para um implante ortopédico que deve ser biocompatível e resistente à fadiga. Qual a principal combinação de materiais que ele deve considerar para o compósito? a) Polímero de alta densidade e fibra de aço. b) Polímero biodegradável e fibra de carbono. c) Cerâmica bioativa e fibra de vidro. d) Metal de titânio e fibra de polietileno. e) Liga de alumínio e fibra de kevlar. Resposta: d) Metal de titânio e fibra de polietileno. Justificativa: O titânio é biocompatível e resistente à corrosão, enquanto o polietileno confere tenacidade e resistência à fadiga ao compósito. 4. Em um experimento de tratamento térmico, um técnico está temperando um aço para aumentar sua dureza superficial. Qual o principal mecanismo que ocorre durante o processo de têmpera? a) Recristalização. b) Endurecimento por precipitação. c) Transformação martensítica. d) Alívio de tensões residuais. e) Crescimento de grão. Resposta: c) Transformação martensítica. Justificativa: A têmpera envolve o resfriamento rápido do aço, resultando na formação de martensita, uma microestrutura dura e resistente. 5. Um pesquisador está analisando a corrosão de um metal em um ambiente marinho agressivo. Qual a principal técnica eletroquímica que ele pode utilizar para avaliar a taxa de corrosão do metal? a) Microscopia eletrônica de varredura (MEV). b) Espectroscopia de emissão ótica (OES). c) Polarização potenciodinâmica. d) Difração de raios X (DRX). e) Espectroscopia de fotoelétrons por raios X (XPS). Resposta: c) Polarização potenciodinâmica. Justificativa: A polarização potenciodinâmica permite avaliar a taxa de corrosão do metal em diferentes potenciais eletroquímicos, simulando as condições do ambiente marinho. 6. Em um projeto de desenvolvimento de um material polimérico para embalagens de alimentos, qual a principal propriedade que o material deve apresentar para garantir a segurança alimentar? a) Alta condutividade elétrica. b) Baixa densidade. c) Alta permeabilidade a gases. d) Baixa toxicidade e alta barreira a microrganismos. e) Alta resistência ao impacto. Resposta: d) Baixa toxicidade e alta barreira a microrganismos. Justificativa: Materiais para embalagens de alimentos devem ser atóxicos e evitar a contaminação por microrganismos, garantindo a segurança e a qualidade dos alimentos. 7. Um engenheiro de materiais está projetando um material supercondutor para aplicações em dispositivos eletrônicos de alta velocidade. Qual a principal característica que o material deve apresentar para exibir supercondutividade? a) Alta resistência mecânica. b) Baixa resistência à corrosão. c) Alta temperatura de transição supercondutora. d) Alta condutividade térmica. e) Baixa permeabilidade magnética. Resposta: c) Alta temperatura de transição supercondutora. Justificativa: A supercondutividade ocorre abaixo de uma temperatura crítica, e materiais com alta temperatura de transição supercondutora são mais práticos para aplicações em temperatura ambiente.