Marque V (verdadeiro) ou F (falso), justificando as alternativas falsas (não justifique as verdadeiras).
a. ( ) A força representa a ação de um corpo sobre outro podendo ser exercida por contato ou a distância.
b. ( ) Um ponto material submetido à ação de duas forças estará em equilíbrio quando estas duas forças tiverem a mesma intensidade, a mesma linha de ação e o mesmo sentido.
c. ( ) O momento de uma força em relação a um ponto, por exemplo O, é dado pelo produto vetorial do vetor posição que liga a origem O ao ponto de aplicação da força e o vetor força aplicado.
d. ( ) O momento de um binário é dependente do ponto em relação ao qual é calculado.
e. ( ) O número de incógnitas associadas com a reação em um vínculo pode variar de uma a três nos problemas de equilíbrio de uma estrutura tridimensional.
f. ( ) Um corpo rígido está em equilíbrio quando soma das forças externas for igual a zero e a soma dos momentos causados pelas forças externas for igual a zero para um ponto arbitrário.
g. ( ) Em problemas espaciais têm-se seis equações de equilíbrio e em problemas planos tem-se três equações de equilíbrio.
h. ( ) Demonstra-se que se o somatório dos momentos causados pelas forças externas for igual a zero para um ponto do corpo, este será também nulo para qualquer outro ponto arbitrário.
i. ( ) As tensões normais provocam deformações específicas longitudinais com mudança de dimensões. Já as tensões tangenciais causam distorções com mudança de forma.
j. ( ) O ensaio de impacto é caracterizado por submeter o corpo a um esforço dinâmico e repentino.
k. ( ) O resultado do ensaio de impacto é uma medida relativa da energia absorvida pelo corpo de prova e, por isto, depende das dimensões do corpo de prova.
  1. ( ) A temperatura de transição dúctil-frágil representa a faixa de temperatura na qual a tenacidade do material altera significativamente.
    m. ( ) A fluência ocorre abaixo do limite elástico do material.
    n. ( ) Entalhes em uma estrutura metálica devem ser evitados, pois promovem concentração de tensão levando à redução da resistência da estrutura.
    o. ( ) A área efetiva de um filete depende do modulo de elasticidade do material.
    p. ( ) O cálculo do momento de inércia do cordão de solda é aproximado de um retângulo de altura igual ao comprimento do cordão e base igual à penetração.

Passo 1

O que o exercício pede: marcar V (verdadeiro) ou F (falso) para as afirmativas de a até p e justificar apenas as alternativas falsas. Informações relevantes: temos 16 frases relacionadas a estática, mecânica dos materiais e ensaios, e devo indicar a veracidade de cada uma; só justificarei as falsas, explicando por que estão incorretas e dando a base teórica necessária para entender o erro.

Passo 2

a. V

Passo 3

b. F
Justificativa didática (por que é falsa e como pensar isso na prova): para um ponto material estar em equilíbrio a soma vetorial das forças deve ser zero. Se atuam exatamente duas forças \vec{F}_1 e \vec{F}_2 no ponto, a condição de equilíbrio é
\vec{F}_1+\vec{F}_2=\vec{0}.
Isso implica \vec{F}_2=-\vec{F}_1. Em termos de características, isso significa que as duas forças devem ter:
  • mesma intensidade (mesmo módulo),
  • mesma linha de ação (colineares),
  • sentidos opostos (não o mesmo sentido).
    A frase do enunciado dizia “mesmo sentido”, o que é o oposto do necessário; por isso a alternativa é falsa. Exemplo concreto: se \vec{F}_1=(10\,\text{N})\hat{i}, então \vec{F}_2 para equilíbrio tem que ser (-10\,\text{N})\hat{i}.

Passo 4

c. V

Passo 5

d. F
Justificativa didática (por que é falsa e como usar isso na prova): um binário (ou “couple”) é formado por duas forças iguais em módulo, de sentido contrário, e com linhas de ação paralelas, de tal forma que o resultado é um momento puro sem força resultante. Para um par de forças \vec{F} e -\vec{F} separados por um vetor \vec{d} (do ponto de aplicação de -\vec{F} ao de \vec{F}), o momento (vetor momento do binário) é
\vec{M}=\vec{d}\times\vec{F},
e esse vetor momento é um vetor livre: sua representação (posição) não depende do ponto em que o cálculo é feito — ou seja, o momento de um binário é independente do ponto de referência escolhido. Portanto afirmar que “o momento de um binário é dependente do ponto” está incorreto. Na prática de prova: se você tem um binário puro, pode deslocá-lo livremente sem alterar o efeito rotacional no corpo.

Passo 6

e. F
Justificativa didática (por que é falsa e como raciocinar na prova): a afirmação refere-se ao número de incógnitas associadas à reação em um vínculo em problemas tridimensionais. Em 3D, um vínculo pode fornecer até seis incógnitas de reação: três componentes de força ( R_x,R_y,R_z) e três componentes de momento ( M_x,M_y,M_z), dependendo do tipo de apoio (por exemplo, um apoio totalmente engastado restringe todas as seis graus de liberdade). Logo, o número de incógnitas associadas à reação pode variar de 0 até 6, não apenas de 1 a 3. Exemplos: um rolamento simples pode dar uma reação com 1 incógnita (se só suporta uma direção), um pino pode ter 3 reações de força (sem momentos), e um engaste total tem 6 incógnitas. Na prova, quando pedirem para contar incógnitas, sempre pense nos graus de liberdade restritos: translações em x,y,z e rotações em torno de x,y,z.

Passo 7

f. V

Passo 8

g. V

Passo 9

h. F
Justificativa didática (por que é falsa e como demonstrar na prova): a soma dos momentos sobre dois pontos A e B está relacionada pela fórmula
\sum \vec{M}_B = \sum \vec{M}_A + \vec{r}_{BA}\times \sum \vec{R},
onde \sum \vec{R} é a resultante das forças externas e \vec{r}_{BA} é o vetor de A para B. Se a resultante \sum \vec{R} for nula (ou seja, não há força resultante), então \sum \vec{M}_B=\sum \vec{M}_A e, portanto, se o somatório for zero num ponto, é zero em qualquer ponto. Porém, se \sum \vec{R}\neq\vec{0}, o termo \vec{r}_{BA}\times \sum \vec{R} não é nulo em geral, de modo que o somatório dos momentos pode ser zero num ponto e diferente de zero em outro. O enunciado não declarou a condição \sum \vec{R}=\vec{0}, por isso a afirmação geral é falsa. Na prova, lembre-se: momentos são independentes do ponto somente quando a força resultante é zero.

Passo 10

i. V

Passo 11

j. V

Passo 12

k. V

Passo 13

l. V

Passo 14

m. V
Explicação curta (sem justificar a veracidade, só um lembrete didático): “fluência” (creep) é o fenômeno de deformação progressiva sob carga constante ao longo do tempo, tipicamente ocorrendo em regime de tensões abaixo do limite de escoamento, especialmente a temperaturas elevadas.

Passo 15

n. V

Passo 16

o. F
Justificativa didática (por que é falsa e o que considerar na prova): a “área efetiva” de um filete (ou de uma seção qualquer) é um atributo geométrico: depende da forma e das dimensões da seção (por exemplo, largura, espessura, penetração no caso de solda), não do módulo de elasticidade E. O módulo E influencia como o material se deforma sob tensão (relação tensão-deformação), mas ele não altera a área geométrica. Assim, afirmar que a área efetiva depende de E está incorreto. Na prática: para calcular tensão média usa-se \sigma=F/A A é geométrica; E aparece se você quiser relacionar tensão com deformação via \varepsilon=\sigma/E, mas não muda A.

Passo 17

p. F
Justificativa didática (por que é falsa e como proceder em provas): o cálculo do momento de inércia (segunda área) de um cordão de solda deve basear‑se na geometria transversal do cordão (por exemplo, seção triangular, semicircular ou retangular aproximada), levando em conta a espessura efetiva (espessura/penetração) e a largura da seção. A afirmativa sugere aproximar por um retângulo com altura igual ao comprimento do cordão (comprimento é a dimensão longitudinal, paralela ao eixo da junta) e base igual à penetração — isso confunde as direções: o momento de inércia é calculado sobre a seção transversal (perpendicular ao comprimento), portanto a “altura” do retângulo deve ser a espessura da seção e a “base” deve ser a largura efetiva na seção, não o comprimento total do cordão. Em outras palavras, não se usa o comprimento do cordão como dimensão na fórmula da inércia da seção transversal. Na prova, aproxime a seção transversal do cordão por uma forma geométrica adequada (triângulo, meia-lua, retângulo com dimensões transversais) e calcule I usando as fórmulas de inércia dessa forma.

Resposta

a. V
b. F
c. V
d. F
e. F
f. V
g. V
h. F
i. V
j. V
k. V
l. V
m. V
n. V
o. F
p. F

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