Um pedaço de arame recozido de aço baixo carbono tem 2 mm de diâmetro, tensão limite de escoamento de 210 MPa, tensão limite de resistência de 380 MPa e Módulo de elasticidade (
207 GPa ). Pergunta-se:
c) O que aconteceria se o arame fosse de cobre ( Tensão limite de escoamento de 70 MPa ; Tensão limite de resistência
MPa e Módulo de elasticidade (
)? (1 ponto)
c) O que aconteceria se o arame fosse de cobre ( Tensão limite de escoamento de 70 MPa ; Tensão limite de resistência
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um arame de aço com diâmetro de 2 mm, tensão limite de escoamento de 210 MPa, tensão limite de resistência de 380 MPa e módulo de elasticidade de
. A pergunta é: o que aconteceria se o arame fosse de cobre, que tem tensão limite de escoamento de 70 MPa, tensão limite de resistência de 220 MPa e módulo de elasticidade de
? Vamos precisar entender os conceitos de tensão, resistência dos materiais e módulo de elasticidade para comparar os dois materiais.
Passo 2
Primeiro, vamos ver o que significam esses termos:
- Tensão limite de escoamento (
): é a tensão máxima que o material pode suportar antes de começar a deformar permanentemente. - Tensão limite de resistência (
): é a tensão máxima que o material pode suportar antes de quebrar. - Módulo de elasticidade (
): é uma medida da rigidez do material, indicando quanto ele se deforma sob uma certa tensão.
Passo 3
Agora, vamos comparar os valores para aço e cobre:
-
Aço:
-
-
Cobre:
-
Passo 4
Comparando os dois materiais:
- Resistência ao escoamento: O aço pode suportar uma tensão de escoamento mais alta que o cobre (
vs. ). Isso significa que o arame de aço é menos propenso a deformar permanentemente sob carga. - Resistência à ruptura: Novamente, o aço tem uma resistência maior (
vs. ), indicando que ele pode aguentar cargas mais pesadas antes de quebrar. - Rigidez: O módulo de elasticidade do aço é maior (
vs. ), o que quer dizer que o aço é mais rígido e menos propenso a deformações elásticas.
Resposta
Se o arame fosse de cobre, ele seria menos resistente a deformações permanentes e a cargas mais altas, além de ser mais flexível devido ao menor módulo de elasticidade. Basicamente, o arame de cobre se deformaria mais facilmente e teria menor capacidade de suportar cargas comparado ao arame de aço.