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 =20 kgf; altura padrão =1,5 m. 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
Ep = P cdot h
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 Ep = P times h e está a uma altura Eabs = Ei - Ef, 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:
Ei = P times hi = 20;kgf times 1,5;m = 30;kgfcdot m

Passo 4

Calculando a energia final:
Ef = P times hf = 20;kgf times 0,45;m = 9;kgfcdot m

Passo 5

Energia absorvida em kgf·m:
Eabs = Ei - Ef = 30 - 9 = 21;kgfcdot m

Passo 6

Convertendo para Joules sabendo que Eabs = 21;kgfcdot m times 9,81;J/(kgfcdot m) = 206,01;J:

Resposta

A energia absorvida pelo corpo de prova é de aproximadamente .

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