ATIVIDADE 1 - PROJETO DE MECANISMO

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ATIVIDADE 1 - PROJETO DE MECANISMO
1 - A mola é um elemento de extrema importância em diversos aspectos, já que é capaz de armazenar energia por meio de sua deformação. Por isso, uma aplicação comum é o uso em sistemas de amortecimento, pois permite minimizar as vibrações do sistema conectado a elas.  
Suponha que o projeto de um vagão ferroviário tipo gôndola tem 8 molas iguais em sua composição com as seguintes características: diâmetro do fio=0,0127 m; número de espiras ativas = 5; módulo de cisalhamento = 60 GN/m²; diâmetro médio das espiras = 0,254 m.
Determine a constante de cada mola e a constante do sistema total (vagão) respectivamente.
2 - Em algumas situações, é difícil medir com precisão as entidades mecânicas, como velocidade, aceleração ou deslocamento. Como essas grandezas físicas estão relacionadas, pode-se estimar o valor de uma delas a partir do conhecimento das demais.
Supondo que seja de interesse verificar a velocidade e o deslocamento de um elevador, em que se conheça apenas que ele atinge de 0 a 30 km/h em 4 s. Considerando que o elevador tem aceleração constante, determine a aceleração e o deslocamento durante os 4 segundos. Assinale a alternativa com as respostas corretas.
3 - Para amortecer a queda no chão durante uma brincadeira, são colocados todo tipo de objetos considerados “fofos” . Assim, quanto maior a altura da proteção, maior a sensação de segurança repassada.  Durante uma dessas brincadeiras com o filho pequeno, um pai propõe  pegar um colchão. Porém a mãe, temendo por algo , sugere colocar dois colchões iguais, um em cima do outro.
Com base no apresentado, analise as asserções a seguir referentes à atitude da mãe e a relação proposta entre elas.
I. A escolha da mãe faz com que os colchões deformem mais do que quando colocado apenas um colchão.
PORQUE:
II. Colocar dois colchões torna o coeficiente de mola menor, já que o efeito de amortecimento é visto como duas molas em série.
 
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta.
4 - Ao estudar as grandezas físicas envolvidas na cinemática dos corpos, a aceleração é aquela capaz de alterar tanto a velocidade quanto o deslocamento. De acordo com a direção da força aplicada a uma partícula, a aceleração empreendida terá diferentes resultados no movimento da partícula, como acelerar ou frear seu movimento.
A partir do comportamento da aceleração no estudo da cinemática, assinale a alternativa correta.
5 - As molas, em especial as de compressão, são elementos de máquina dinâmicos capazes de alterar suas dimensões por conta da aplicação de uma força. Por esse motivo, pode ser um elemento que armazena energia, conforme a deformação sofrida. Por isso que os amortecedores de veículos podem ser constituídos desse elemento.
Entre as características mecânicas da mola, avalie as alternativas a seguir e assinale a correta.
6 - A mola é considerada um elemento elástico capaz de armazenar energia mecânica. Há uma grande quantidade de tipos e de formas e elas estão presentes nos simples objetos, como uma lapiseira, até em sistemas de grande complexidade. Em um projeto mecânico, as molas podem estar condicionadas, ou seja, associadas em paralelo ou em série. Essas associações existem para a melhor distribuição das forças.
Supondo um sistema mecânico que tem molas associadas em paralelo com seus respectivos valores: k1 = 100 N/m; k2 = 150 N/m; k3 = 200 N/m, calcule a rigidez equivalente desse sistema. Assinale a alternativa que apresenta o resultado correto.
7 - De acordo com as características construtivas e com os materiais empregados, as molas podem apresentar diferentes coeficientes, por isso atendem a diversos ambientes de operação, podendo sofrer diferentes cargas e deformações.  
Supondo um sistema de transporte de carga cujo sistema de amortecimento é composto de 12 molas iguais em sua composição com as seguintes características: diâmetro do fio = 0,0254 m; número de espiras ativas = 4; módulo de cisalhamento = 80 GN/m²; diâmetro médio das espiras = 0,27 m.
Determine, respectivamente, a constante de mola do sistema total e a deformação causada pela aplicação de uma força de 100 kN. Assinale a alternativa que apresenta os resultados corretos.
8 - O centro de gravidade de um corpo ou de um objeto, representado pelas letras cg, se traduz em ponto de equilíbrio. É um ponto singular no qual todo o peso do objeto pode ser sustentado e equilibrado em todas as direções. No caso de material homogêneo, o cg é o centro geométrico tridimensional do objeto. Quando o corpo não é homogêneo, o cg se posiciona o mais próximo da região do objeto mais próximo da região onde há maior concentração de massa.
Considere um objeto composto de três massas (m1, m2, m3) com suas respectivas massas: 3 kg, 4 kg, 5 kg. Tem também as coordenadas do centro de gravidade em x (xcg1, xcg2, xcg3) respectivamente: 0,70 m; 1,05 m; 1,20 m.
Determine o centro de gravidade total do plano em x.
9 - Nem sempre é possível construir um sistema de molas com o valor de projeto. Então a associação de molas em configuração série ou paralelo, ou em ambas, pode fornecer ao projetista o valor desejado. Assim pode-se construir uma gama reduzida de valores de molas que podem ser associadas. A associação de molas ocorre, por exemplo, em amortecedores, que têm dois tipos diferentes de molas, atendendo a alguns requisitos.
Supondo um sistema mecânico que tem molas associadas em série com seus respectivos valores: k1 = 100 N/m; k2 = 150 N/m; k3 = 200 N/m, calcule a rigidez equivalente desse sistema. Assinale a alternativa que apresenta o resultado correto
10 - A aceleração angular é um fator relevante pela responsabilidade em alterar a velocidade angular com o passar do tempo. É uma particularidade quando se estuda movimento circular uniformemente variado. Supondo que uma pessoa montada em uma bicicleta iniciou o movimento e que a velocidade da catraca era de 9 rad/s. Após 12 segundos de subida, a velocidade foi reduzida para 3 rad/s.
Determine a aceleração angular do movimento da catraca da bicicleta sabendo que esse tipo de movimento é retardado, ou seja, há diminuição de velocidade, contudo aceleração é negativa
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