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 ( E= 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 =220 MPa e Módulo de elasticidade ( E=115 GPa )? (1 ponto)

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:
  1. 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.
  2. Resistência à ruptura: Novamente, o aço tem uma resistência maior ( vs. ), indicando que ele pode aguentar cargas mais pesadas antes de quebrar.
  3. 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.

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