A tabela a seguir lista quatro compósitos hipotéticos reforçados com fibras alinhadas, juntamente com suas características. Com base nesses dados, classifique os quatro compósitos em ordem decrescente de resistência na direção longitudinal e depois justifique sua classificação.
Compósito | Tipo de Fibra | Fração Volumétrica das Fibras | Resistência das Fibras (MPa) | Comprimento Médio das Fibras (mm) | Comprimento Crítico ( mm ) |
---|---|---|---|---|---|
A | Vidro | 0,20 |
|
8 | 0,70 |
|
Vidro | 0,35 |
|
12 | 0,75 |
C | Carbono | 0,40 |
|
8 | 0,40 |
D | Carbono | 0,30 |
|
8 | 0,50 |
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente classificar quatro compósitos reforçados com fibras alinhadas em ordem decrescente de resistência na direção longitudinal. Para isso, vamos precisar entender conceitos de materiais compósitos, como tipo de fibra, fração volumétrica das fibras, resistência das fibras, comprimento médio das fibras e comprimento crítico. Basicamente, vamos analisar esses atributos para ver qual compósito é mais resistente ao longo das fibras.
Passo 2
Primeiro, vamos entender tipo de fibra. As fibras de carbono geralmente têm maior resistência que as de vidro. Então, compósitos C e D, que usam fibras de carbono, devem ter vantagem sobre A e B, que usam fibras de vidro.
Passo 3
Agora, olhando para a fração volumétrica das fibras, que indica a quantidade de fibra no compósito. Quanto maior a fração, geralmente maior a resistência. Assim, B e C têm frações maiores (0,35 e 0,40) comparados a A e D (0,20 e 0,30).
Passo 4
A resistência das fibras também é crucial. As fibras de carbono (C e D) têm resistência de
MPa, enquanto as de vidro (A e B) têm
MPa. Isso reforça a ideia de que C e D são mais resistentes.
Passo 5
O comprimento médio das fibras influencia na transferência de carga. Fibras mais longas geralmente permitem melhor distribuição da carga. O compósito B tem fibras mais longas (12 mm) comparado aos outros que têm 8 mm, o que pode aumentar sua resistência.
Passo 6
Por fim, o comprimento crítico indica o comprimento mínimo necessário para que as fibras sejam eficazes na resistência. Compósitos com comprimento crítico menor (como C e D) são mais eficientes na resistência, pois as fibras conseguem atuar melhor.
Resposta
Organizando tudo isso, a ordem decrescente de resistência na direção longitudinal fica assim: C, D, B, A. Ou seja, C é o mais resistente, seguido por D, depois B, e por último A.