Indique os valores médios (aproximados) de Gc da resina epóxi (epoxy), do vidro (soda glass) e do compósito GFRP (epóxi reforçado com fibras de vidro) e explique por que razão o valor de Gc do compósito GFRP é muito superior aos valores de Gc dos seus constituintes.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente indicar os valores médios aproximados de $ G_c $ (energia de fratura) para três materiais: resina epóxi, vidro comum (soda glass) e o compósito GFRP, que é epóxi reforçado com fibras de vidro. Além disso, precisamos explicar por que o $ G_c $ do compósito GFRP é bem maior que o dos materiais que o compõem. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre energia de fratura e como os materiais compósitos funcionam.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o que é $ G_c $. É a energia necessária para propagar uma trinca em um material. Quanto maior o $ G_c $, mais resistente o material é à fratura.

Passo 3

Agora, vamos aos valores médios aproximados de $ G_c $:
  • Resina Epóxi: Geralmente, a resina epóxi pura tem um $ G_c $ em torno de 200 a 300 $ J/m^2 $.
  • Vidro (Soda Glass): O vidro comum possui um $ G_c $ bem baixo, aproximadamente 0,7 a 1,0 $ J/m^2 $.
  • Compósito GFRP: O GFRP, por ser um material compósito, tem um $ G_c $ bem maior, na faixa de 20 a 30 $ J/m^2 $.

Passo 4

Por que o $ G_c $ do compósito GFRP é muito superior aos dos seus constituintes? Isso acontece porque, no compósito, as fibras de vidro atuam como reforços que retardam a propagação de trincas. Quando uma trinca começa a se formar na matriz de epóxi, as fibras de vidro impedem que ela cresça facilmente, dissipando a energia aplicada. Esse mecanismo de reforço e dissipação de energia faz com que o $ G_c $ total do compósito seja muito maior do que o da resina epóxi pura e muito, muito maior do que o do vidro sozinho.

Resposta

Os valores médios aproximados de $ G_c $ são:
  • Resina Epóxi: 200 a 300 $ J/m^2 $
  • Vidro (Soda Glass): 0,7 a 1,0 $ J/m^2 $
  • Compósito GFRP: 20 a 30 $ J/m^2 $
O $ G_c $ do compósito GFRP é muito superior aos seus constituintes porque as fibras de vidro reforçam a matriz de epóxi, impedindo a propagação das trincas e dissipando a energia de fratura de forma mais eficiente.

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