barra
é perfeitamente ajustada aos anteparos fixos quando a temperatura é de
. Determinar as tensões atuantes nas partes AC e CB da barra para a temperatura de
. O material da sua barra é Tungstênio.
Resp.:
Mpa e
MPa
Resp.:
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma barra AB feita de Tungstênio que está fixada nos anteparos a uma temperatura de +20°C. Agora, precisamos descobrir quais são as tensões nas partes AC e CB quando a temperatura sobe para 76°C. Para resolver isso, vamos usar conceitos de dilatação térmica e tensão nos materiais.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a variação de temperatura que a barra vai sofrer:
Passo 3
Quando a temperatura aumenta, a barra tenta se expandir. A dilatação térmica (
) de um material é dada por:
Onde:
-
é o comprimento original da barra -
é o coeficiente de dilatação térmica do material -
é a variação de temperatura
Mas como a barra está fixada, ela não pode realmente se expandir, então essa tentativa de expansão gera tensões internas na barra.
Passo 4
A tensão térmica (
) gerada devido à restrição da expansão é dada por:
Onde:
-
é o módulo de elasticidade (ou módulo de Young) do material -
é o coeficiente de dilatação térmica -
é a variação de temperatura
Passo 5
Vamos pegar os valores necessários para o Tungstênio:
- Módulo de elasticidade (
): aproximadamente ou - Coeficiente de dilatação térmica (
): cerca de
Passo 6
Agora, substituímos esses valores na fórmula da tensão:
Passo 7
Fazendo as contas:
Resposta
As tensões atuantes nas partes AC e CB da barra são aproximadamente
cada.