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Fonte: Elaborada pelo autor. Um espaçador de latão foi utilizado para permitir uma montagem onde apenas parafusos longos estavam disponíveis. 0 parafuso deveria ser apertado até encostar no espaçador, que tem 100 mm, entretanto devido a um descuido a porca avançou 0,05 mm. 0 parafuso utilizado era um M10 (diâmetro de 10 mm) e 0 tubo apresenta uma área de seção transversal de 125 mm2. Considerando Eparafuso = 220 GPa e Elatão = 105 GPa, assinale a alternativa que determina as forças no parafuso e no tubo: A Fparafuso = OkN e Ftubo = 3,17kN. B Fparafuso = Ftubo = 3,17kN. C Fparafuso = 3,17kN e Ftubo = 1,58kN.
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Celio Ribeiro

mês passado

Respostas

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mês passado

Para resolver essa questão, precisamos aplicar o conceito de deformação e a relação entre as forças no parafuso e no tubo, considerando as propriedades dos materiais e a deformação que ocorreu. 1. Dados fornecidos: - Comprimento do espaçador: 100 mm - Avanço da porca: 0,05 mm - Diâmetro do parafuso: 10 mm (M10) - Área de seção transversal do tubo: 125 mm² - Módulo de elasticidade do parafuso (Eparafuso): 220 GPa - Módulo de elasticidade do latão (Elatão): 105 GPa 2. Cálculo da força no parafuso: A deformação do parafuso (ε) pode ser calculada pela relação: \[ \epsilon = \frac{\Delta L}{L_0} = \frac{0,05 \text{ mm}}{100 \text{ mm}} = 0,0005 \] A tensão (σ) no parafuso é dada por: \[ \sigma = E \cdot \epsilon = 220 \text{ GPa} \cdot 0,0005 = 110 \text{ MPa} \] A força (F) no parafuso é: \[ F_{parafuso} = \sigma \cdot A_{parafuso} \] Onde a área do parafuso (Aparafuso) é: \[ A_{parafuso} = \frac{\pi \cdot (d/2)^2}{1000^2} = \frac{\pi \cdot (10/2)^2}{1000^2} \approx 0,0000785 \text{ m²} = 78,5 \text{ mm²} \] Portanto: \[ F_{parafuso} = 110 \text{ MPa} \cdot 78,5 \text{ mm²} = 8,635 \text{ kN} \] 3. Cálculo da força no tubo: A deformação do tubo deve ser a mesma que a do parafuso, então: \[ F_{tubo} = \sigma_{tubo} \cdot A_{tubo} \] Onde a tensão no tubo é: \[ \sigma_{tubo} = E_{latão} \cdot \epsilon = 105 \text{ GPa} \cdot 0,0005 = 52,5 \text{ MPa} \] Portanto: \[ F_{tubo} = 52,5 \text{ MPa} \cdot 125 \text{ mm²} = 6,5625 \text{ kN} \] Agora, analisando as alternativas: A) Fparafuso = 0 kN e Ftubo = 3,17 kN. (Incorreta) B) Fparafuso = Ftubo = 3,17 kN. (Incorreta) C) Fparafuso = 3,17 kN e Ftubo = 1,58 kN. (Incorreta) Nenhuma das alternativas parece estar correta com base nos cálculos realizados. Você pode precisar revisar os dados ou as opções fornecidas.

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