Em um ensaio de Charpy realizado com um aço de baixo carbono à temperatura ambiente, o martelo pendular atinge uma altura de 0,45 m após chocar-se com o corpo de prova. Dados: peso do martelo
; altura padrão
. Determine a energia absorvida no impacto.
Passo 1
Resumo do enunciado: num ensaio de Charpy, um martelo de 20 kgf parte de uma altura padrão de 1,5 m, bate no corpo de prova e sobra subir só até 0,45 m. A gente quer saber quanta energia foi “gasta” (absorbida) no impacto.
Conteúdo: energia potencial gravitacional e conservação de energia. Vamos usar a fórmula
Conteúdo: energia potencial gravitacional e conservação de energia. Vamos usar a fórmula
onde
é o peso (em kgf) e
é a altura (em m). Depois a gente converte kgf·m em Joules (1 kgf·m = 9,81 J).
Passo 2
Energia potencial gravitacional é a energia que um objeto tem por estar a uma certa altura. Se o martelo pesa
e está a uma altura
, então
Em um ensaio de Charpy a energia antes do choque (
) é a energia potencial na altura inicial, e a energia depois (
) é a potencial na altura final. A energia absorvida é a diferença:
Passo 3
Calculando a energia inicial:
Passo 4
Calculando a energia final:
Passo 5
Energia absorvida em kgf·m:
Passo 6
Convertendo para Joules sabendo que
:
Resposta
A energia absorvida pelo corpo de prova é de aproximadamente
.