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Enade Exame de 2008 - PROVAS - GRADUAÇÃO - Engenharia - grupo V

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FORMA O GERAL QUEST O 1 O escritor Machado de Assis (1839-1908), cujo centen rio de morte est sendo celebrado no presente ano, retratou na sua obra de fic o as grandes transforma es pol ticas que aconteceram no Brasil nas ltimas d cadas do s culo XIX. O fragmento do romance Esa e Jac , a seguir transcrito, reflete o clima pol tico-social vivido naquela poca. Podia ter sido mais turbulento. Conspira o houve, decerto, mas uma barricada n o faria mal. Seja como for, venceu-se a campanha. (...) Deodoro uma bela figura. (...) Enquanto a cabe a de Paulo ia formulando essas id ias, a de Pedro ia pensando o contr rio; chamava o movimento um crime. Um crime e um disparate, al m de ingratid o; o imperador devia ter pegado os principais cabe as e mand -los executar. ASSIS, Machado de. Esa e Jac . In : Obra completa. Rio de Janeiro: Nova Aguilar, 1979. v. 1, cap. LXVII (Fragmento). Os personagens a seguir est o presentes no imagin rio brasileiro, como s mbolos da P tria. I II Dispon vel em: www.morcegolivre.vet.br ERMAKOFF, George. Rio de Janeiro, 1840-1900: Uma cr nica fotogr fica. Rio de Janeiro: G. Ermakoff Casa Editorial, 2006, p. 189. III ERMAKOFF, George. Rio de Janeiro, 1840-1900: Uma cr nica fotogr fica. Rio de Janeiro: G. Ermakoff Casa Editorial, 2006, p. 38. IV V LAGO, Pedro Corr a do; BANDEIRA, J lio. Debret e o Brasil: Obra completa 1816-1831. Rio de Janeiro: Capivara, 2007, p. 93. LAGO, Pedro Corr a do; BANDEIRA, J lio. Debret e o Brasil: Obra completa 1816-1831. Rio de Janeiro: Capivara, 2007, p. 78. Das imagens acima, as figuras referidas no fragmento do romance Esa e Jac s o A I e III. B I e V. C II e III. D II e IV. 1 ENGENHARIA GRUPO V E II e V. QUEST O 2 Quando o homem n o trata bem a natureza, a natureza n o trata bem o homem. QUEST O 4 CIDAD S DE SEGUNDA CLASSE? Essa afirmativa reitera a necess ria intera o das diferentes esp cies, representadas na imagem a seguir. As melhores leis a favor das mulheres de cada pa s-membro da Uni o Europ ia est o sendo reunidas por especialistas. O objetivo compor uma legisla o continental capaz de contemplar temas que v o da contracep o eq idade salarial, da prostitui o aposentadoria. Contudo, uma legisla o que assegure a inclus o social das cidad s deve contemplar outros temas, al m dos citados. S o dois os temas mais espec ficos para essa legisla o: A B C D E aborto e viol ncia dom stica. cotas raciais e ass dio moral. educa o moral e trabalho. estupro e imigra o clandestina. liberdade de express o e div rcio. QUEST O 5 A foto a seguir, da americana Margaret Bourke-White (1904-71), apresenta desempregados na fila de alimentos durante a Grande Depress o, que se iniciou em 1929. Dispon vel em http://curiosidades.spaceblog.com.br. Acesso em 10 out. 2008. Depreende-se dessa imagem a A atua o do homem na clonagem de animais pr -hist ricos. B exclus o do homem na amea a efetiva sobreviv ncia do planeta. C inger ncia do homem na reprodu o de esp cies em cativeiro. D muta o das esp cies pela a o predat ria do homem. E responsabilidade do homem na manuten o da biodiversidade. QUEST O 3 A exposi o aos raios ultravioleta tipo B (UVB) causa queimaduras na pele, que podem ocasionar les es graves ao longo do tempo. Por essa raz o, recomenda-se a utiliza o de filtros solares, que deixam passar apenas certa fra o desses raios, indicada pelo Fator de Prote o Solar (FPS). Por exemplo, um protetor com FPS igual a 10 deixa passar apenas 1/10 (ou seja, ret m 90%) dos raios UVB. Um protetor que retenha 95% dos raios UVB possui um FPS igual a A B C D E STRICKLAND, Carol; BOSWELL, John. Arte Comentada: da pr -hist ria ao p s-moderno. Rio de Janeiro: Ediouro [s.d.]. Al m da preocupa o com a perfeita composi o, a artista, nessa foto, revela A B C D E 95. 90. 50. 20. 5. 2 ENGENHARIA GRUPO V a capacidade de organiza o do operariado. a esperan a de um futuro melhor para negros. a possibilidade de ascens o social universal. as contradi es da sociedade capitalista. o consumismo de determinadas classes sociais. QUEST O 6 CENTROS URBANOS MEMBROS DO GRUPO ENERGIA-CIDADES LE MONDE Diplomatique Brasil. Atlas do Meio Ambiente, 2008, p. 82. No mapa, registra-se uma pr tica exemplar para que as cidades se tornem sustent veis de fato, favorecendo as trocas horizontais, ou seja, associando e conectando territ rios entre si, evitando desperd cios no uso de energia. Essa pr tica exemplar ap ia-se, fundamentalmente, na A B C D E centraliza o de decis es pol ticas. atua o estrat gica em rede. fragmenta o de iniciativas institucionais. hierarquiza o de autonomias locais. unifica o regional de impostos. QUEST O 7 Apesar do progresso verificado nos ltimos anos, o Brasil continua sendo um pa s em que h uma grande desigualdade de renda entre os cidad os. Uma forma de se constatar este fato por meio da Curva de Lorenz, que fornece, para cada valor de x entre 0 e 100, o percentual da renda total do Pa s auferido pelos x% de brasileiros de menor renda. Por exemplo, na Curva de Lorenz para 2004, apresentada ao lado, constata-se que a renda total dos 60% de menor renda representou apenas 20% da renda total. De acordo com o mesmo gr fico, o percentual da renda total correspondente aos 20% de maior renda foi, aproximadamente, igual a Dispon vel em http://www.ipea.gov.br A B C D E 20%. 40%. 50%. 60%. 80%. 3 ENGENHARIA GRUPO V QUEST O 8 O fil sofo alem o Friedrich Nietzsche (1844-1900), talvez o pensador moderno mais inc modo e provocativo, influenciou v rias gera es e movimentos art sticos. O Expressionismo, que teve forte influ ncia desse fil sofo, contribuiu para o pensamento contr rio ao racionalismo moderno e ao trabalho mec nico, atrav s do embate entre a raz o e a fantasia. As obras desse movimento deixam de priorizar o padr o de beleza tradicional para enfocar a instabilidade da vida, marcada por ang stia, dor, inadequa o do artista diante da realidade. Das obras a seguir, a que reflete esse enfoque art stico A B Homem idoso na poltrona Rembrandt van Rijn Louvre, Paris. Dispon vel em: http://www.allposters.com C Figura e borboleta Milton Dacosta Dispon vel em: http://www.unesp.br D O grito Edvard Munch Museu Munch, Oslo Dispon vel em: http://members.cox.net E Menino mordido por um lagarto Michelangelo Merisi (Caravaggio) National Gallery, Londres Dispon vel em: http://vr.theatre.ntu.edu.tw Abaporu Tarsila do Amaral Dispon vel em: http://tarsiladoamaral.com.br 4 ENGENHARIA GRUPO V QUEST O 9 DISCURSIVA DIREITOS HUMANOS EM QUEST O O car ter universalizante dos direitos do homem (...) n o da ordem do saber te rico, mas do operat rio ou pr tico: eles s o invocados para agir, desde o princ pio, em qualquer situa o dada. Fran ois JULIEN, fil sofo e soci logo. Neste ano, em que s o comemorados os 60 anos da Declara o Universal dos Direitos Humanos, novas perspectivas e concep es incorporam-se agenda p blica brasileira. Uma das novas perspectivas em foco a vis o mais integrada dos direitos econ micos, sociais, civis, pol ticos e, mais recentemente, ambientais, ou seja, trata-se da integralidade ou indivisibilidade dos direitos humanos. Dentre as novas concep es de direitos, destacam-se: < a habita o como moradia digna e n o apenas como necessidade de abrigo e prote o; < a seguran a como bem-estar e n o apenas como necessidade de vigil ncia e puni o; < o trabalho como a o para a vida e n o apenas como necessidade de emprego e renda. Tendo em vista o exposto acima, selecione uma das concep es destacadas e esclare a por que ela representa um avan o para o exerc cio pleno da cidadania, na perspectiva da integralidade dos direitos humanos. Seu texto deve ter entre 8 e 10 linhas. (valor: 10,0 pontos) LE MONDE Diplomatique Brasil. Ano 2, n. 7, fev. 2008, p. 31. RASCUNHO QUEST O 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5 ENGENHARIA GRUPO V QUEST O 10 DISCURSIVA Alunos d o nota 7,1 para ensino m dio Apesar das v rias avalia es que mostram que o ensino m dio est muito aqu m do desejado, os alunos, ao analisarem a forma o que receberam, t m outro diagn stico. No question rio socioecon mico que responderam no Enem (Exame Nacional do Ensino M dio) do ano passado, eles deram para seus col gios nota m dia 7,1. Essa boa avalia o varia pouco conforme o desempenho do aluno. Entre os que foram mal no exame, a m dia de 7,2; entre aqueles que foram bem, ela fica em 7,1. GOIS, Antonio. Folha de S.Paulo, 11 jun. 2008 (Fragmento). Entre os piores tamb m em matem tica e leitura O Brasil teve o quarto pior desempenho, entre 57 pa ses e territ rios, no maior teste mundial de matem tica, o Programa Internacional de Avalia o de Alunos (Pisa) de 2006. Os estudantes brasileiros de escolas p blicas e particulares ficaram na 54.a posi o, frente apenas de Tun sia, Qatar e Quirguist o. Na prova de leitura, que mede a compreens o de textos, o pa s foi o oitavo pior, entre 56 na es. Os resultados completos do Pisa 2006, que avalia jovens de 15 anos, foram anunciados ontem pela Organiza o para a Coopera o e o Desenvolvimento (OCDE), entidade que re ne pa ses adeptos da economia de mercado, a maioria do mundo desenvolvido. Revista Veja, 20 ago. 2008, p. 72-3. WEBER, Dem trio. Jornal O Globo, 5 dez. 2007, p. 14 (Fragmento). Ensino fundamental atinge meta de 2009 O aumento das m dias dos alunos, especialmente em matem tica, e a diminui o da reprova o fizeram com que, de 2005 para 2007, o pa s melhorasse os indicadores de qualidade da educa o. O avan o foi mais vis vel no ensino fundamental. No ensino m dio, praticamente n o houve melhoria. Numa escala de zero a dez, o ensino fundamental em seus anos iniciais (da primeira quarta s rie) teve nota 4,2 em 2007. Em 2005, a nota fora 3,8. Nos anos finais (quinta a oitava), a alta foi de 3,5 para 3,8. No ensino m dio, de 3,4 para 3,5. Embora tenha comemorado o aumento da nota, ela ainda foi considerada pior do que regular pelo ministro da Educa o, Fernando Haddad. GOIS, Antonio; PINHO, Angela. Folha de S.Paulo, 12 jun. 2008 (Fragmento). A partir da leitura dos fragmentos motivadores reproduzidos, redija um texto dissertativo (fundamentado em pelo menos dois argumentos), sobre o seguinte tema: A contradi o entre os resultados de avalia es oficiais e a opini o emitida pelos professores, pais e alunos sobre a educa o brasileira. No desenvolvimento do tema proposto, utilize os conhecimentos adquiridos ao longo de sua forma o. Observa es Seu texto deve ser de cunho dissertativo-argumentativo (n o deve, portanto, ser escrito em forma de poema, de narra o etc.). Seu ponto de vista deve estar apoiado em pelo menos dois argumentos. O texto deve ter entre 8 e 10 linhas. O texto deve ser redigido na modalidade padr o da l ngua portuguesa. Seu texto n o deve conter fragmentos dos textos motivadores. (valor: 10,0 pontos) RASCUNHO QUEST O 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6 ENGENHARIA GRUPO V CONHECIMENTOS B SICOS (COMUM AOS GRUPOS DE I A VII DE ENGENHARIA) QUEST O 11 QUEST O 12 Na linguagem da representa o gr fica, s o utilizados recursos variados, que v o dos tra os a m o livre s imagens resultantes de modelos tridimensionais (3D) em computador. Nas reas t cnicas, a comunica o por imagens se d , principalmente, por meio de desenhos em que se empregam linhas, tra ados, t cnicas e m todos precisos e claramente definidos. o chamado desenho t cnico. As figuras abaixo mostram uma perspectiva t cnica de um objeto e tr s de suas vistas ortogr ficas, desenhadas de acordo com a norma brasileira NBR 10067. O gerente da divis o de carros da Pontiac, nos Estados Unidos da Am rica, recebeu uma curiosa carta de reclama o de um cliente: "(...) Eu posso parecer louco, mas o fato que n s temos uma tradi o em nossa fam lia, que a de comer sorvete depois do jantar. Repetimos este h bito todas as noites, variando apenas o tipo do sorvete, e eu sou o encarregado de ir compr lo. Sempre que eu compro sorvete de baunilha, quando volto da loja para casa, o carro n o funciona. Se compro qualquer outro tipo de sorvete, o carro funciona normalmente." Apesar das piadas, um engenheiro da empresa foi encarregado de atender reclama o. Repetiu a exata rotina com o reclamante e constatou que, de fato, o carro s n o funcionava quando se comprava sorvete de baunilha. Depois de duas semanas de investiga o, o engenheiro descobriu que, quando escolhia sorvete de baunilha, o comprador gastava menos tempo, porque esse tipo de sorvete estava bem na frente da loja. Examinando o carro, fez nova descoberta: como o tempo de compra era muito menor no caso do sorvete de baunilha, os vapores na tubula o de alimenta o de combust vel n o se dissipavam, impedindo que a nova partida fosse instant nea. A partir desse epis dio, a Pontiac mudou o sistema de alimenta o de combust vel, introduzindo altera o em todos os modelos a partir da linha 99. G F E D C A B Internet: <newsworlds.wordpress.com> (com adapta es). Suponha que o engenheiro tenha utilizado as seguintes etapas na solu o do problema: I fazer testes e ensaios para confirmar quais s o as vari veis relevantes; II constatar a natureza sistem tica do problema; III criar hip teses sobre poss veis vari veis significativas; IV propor altera es no sistema em estudo. Analisando essas figuras, conclui-se que A foi empregado, nas vistas ortogr ficas, o m todo de proje o chamado 3. diedro, no qual a vista inferior desenhada abaixo da vista frontal, e a vista lateral direita desenhada direita da vista frontal. B foi desenhada, al m das vistas ortogr ficas, uma perspectiva isom trica, que permite uma boa visualiza o do objeto. C as faces A e B s o as faces frontais do objeto, de acordo com o posicionamento das vistas. D a linha tracejada no desenho das vistas indica a exist ncia de uma aresta invis vel, que n o aparece na perspectiva. E a perspectiva e as tr s vistas apresentadas s o insuficientes para se determinar que a face oposta D vertical. Considerando que as etapas I, II e III n o est o listadas na ordem em que devem ocorrer, qual o ordenamento correto dessas tr s etapas? A I, III, II B II, I, III C II, III, I D III, I, II E III, II, I 7 ENGENHARIA GRUPO V QUEST O 14 Texto para as quest es 13 e 14 As figuras do texto podem ser utilizadas para se explicar o hor rio de ver o. De fato, durante o ver o no hemisf rio sul, a dura o do dia maior que a dura o da noite. O Operador Nacional do Sistema (ONS) relatou que, no ver o de 2007 para 2008, houve uma redu o da carga m xima da regi o Sul do Brasil da ordem de 4% e uma redu o do consumo de energia da ordem de 1%. Considerando essas informa es, correto afirmar que As duas figuras abaixo mostram uma representa o da Terra iluminada pelo Sol. As duas figuras correspondem ao 1. dia do ver o no hemisf rio sul. A primeira foi obtida s 9 h da manh com rela o ao meridiano de Greenwich (GMT Greenwich Mean Time). A segunda imagem foi obtida tr s horas depois, ou seja, ao meio-dia (GMT). As imagens podem ser usadas para se determinar o hor rio do amanhecer e do p r-do-sol em qualquer cidade do mundo. Nas figuras, foi introduzido um sistema de coordenadas cartesianas, no qual a linha do Equador representada pelo eixo dos x (dado em graus) e o meridiano de Greenwich, pelo eixo dos y (tamb m dado em graus), de modo que y = +90 no p lo norte e y = !90 no p lo sul. A as maiores vantagens econ micas do hor rio de ver o ocorrem nos pa ses cortados pela linha do Equador, onde os dias de ver o t m aproximadamente a mesma dura o que os dias de inverno. B os ganhos econ micos proporcionados pelo hor rio de ver o s o menores nos pa ses do hemisf rio norte porque, naquela regi o, o n mero de horas dos dias de ver o inferior ao do hemisf rio sul. C o Sol, durante o hor rio de ver o no Brasil, nasce mais cedo, sendo reduzido o consumo de energia no per odo matinal, o que acarreta significativa economia de energia para o pa s. D os dados do ONS apontam para uma redu o de cerca de 5% da conta mensal de eletricidade dos consumidores da regi o Sul do Brasil durante o hor rio de ver o. E o Sol, no ver o, nasce aproximadamente no mesmo momento em Natal RN e em Porto Alegre RS; no entanto, ele se p e primeiro na regi o Nordeste, o que motiva a aplica o do hor rio de ver o nos estados do sul do Brasil. y x nove horas da manh (GMT) y QUEST O 15 AINDA ACHA QUE FOI UMA COMPRA IN TIL? x Laerte. Brasil. Almanaque de cultura popular. Ano 10, jul./2008, n. 111, p. 34 (com adapta es). meio-dia (GMT) Internet: <www.fourmilab.ch/cgi-bin/Earth> (com adapta es). Paralelamente mensagem jocosa, existe, na charge acima, outra mensagem subjacente, que remete ao fen meno conhecido como QUEST O 13 Considere que t seja o tempo, em horas, de modo que t = 0 corresponda ao meio-dia (GMT). Escolha a op o que descreve o modelo mais preciso do deslocamento da curva que separa a rea iluminada da regi o de sombra na Terra, no dia representado nas figuras. A efeito estufa, observado a partir da Revolu o Industrial, o qual corresponde ao aumento da temperatura global da Terra. B aquecimento global, que pode causar secas, inunda es, furac es, desertifica o e eleva o dos n veis dos oceanos. C escurecimento global, que causado pela presen a, na atmosfera, de material particulado oriundo da polui o. D mudan a sazonal no trajeto das correntes marinhas, que altera o ciclo migrat rio dos ping ins. E aumento do buraco na camada de oz nio, causado pela presen a, na estratosfera, de gases utilizados em sistemas de refrigera o. A y = 75 cos(x + 15 t) B y = 75 sen(x 24 t) C y = 75 sen(x + 15 t) D y = 90 cos(x + 24 t) E y = 90 sen(x 24 t) 8 ENGENHARIA GRUPO V QUEST O 16 RASCUNHO Um chuveiro el trico de uma resid ncia alimentada com tens o de 220 V opera em duas posi es: inverno (4.400 W) e ver o (2.200 W). Considere que a carga desse chuveiro el trico seja representada por uma resist ncia pura. Sabendo que a pot ncia em uma carga igual ao produto da tens o pela corrente (P = V I), que a rela o entre tens o e corrente em uma carga resistiva igual ao pr prio valor da resist ncia (R = V/I) e que a energia em uma carga de pot ncia constante dada pelo produto da pot ncia pelo tempo (E = P t), conclui-se que A adequado o uso de um disjuntor de 15 A para proteger o circuito desse chuveiro. B a resist ncia do chuveiro na posi o inverno maior que a resist ncia na posi o ver o. C a quantidade de energia gasta em um banho de 10 minutos independe da posi o da chave do chuveiro: inverno ou ver o. D a pot ncia do chuveiro na posi o inverno, se ele fosse instalado em uma resid ncia alimentada em 110 V, seria de 1.100 W. E a pot ncia independe do valor da resist ncia, visto que dada pelo produto da tens o pela corrente. QUEST O 17 Ap s a constru o de uma barragem, detectou-se a presen a de uma camada perme vel de espessura uniforme igual a 20 m e que se estende ao longo de toda a barragem, cuja se o transversal est ilustrada abaixo. Essa camada provoca, por infiltra o, a perda de volume de gua armazenada. 1.200 m m 20 camada perme vel 1.000 m 0m R = 50 Sabe-se que, sob condi es de fluxo laminar, a velocidade de fluxo aparente da gua atrav s de um meio poroso pode ser calculada pela lei de Darcy, que estabelece que essa velocidade igual ao produto do coeficiente de permeabilidade do meio pelo gradiente hidr ulico perda de carga hidr ulica por unidade de comprimento percorrida pelo fluido, h ou seja, . A vaz o de gua atrav s do meio o produto da velocidade l de fluxo pela rea da se o atravessada pela gua, normal dire o do fluxo. Suponha que o coeficiente de permeabilidade da camada perme vel seja igual a 10!4 m/s, que ocorram perdas de carga hidr ulica somente no trecho percorrido pela gua dentro dessa camada e que a barragem e as demais camadas presentes sejam imperme veis. Sob essas condi es, a vaz o (Q) por unidade de comprimento ao longo da extens o da barragem, que perdida por infiltra o atrav s da camada perme vel, satisfaz seguinte condi o: A B C D E Q < 10!5 m3/s/m. 10!5 m3/s/m < Q 10!4 m3/s/m. 10!4 m3/s/m < Q 10!3 m3/s/m. 10!3 m3/s/m < Q 10!2 m3/s/m. Q > 10!2 m3/s/m. 9 ENGENHARIA GRUPO V QUEST O 18 QUEST O 19 Alguns tipos de balan a utilizam, em seu funcionamento, a rela o entre o peso P e a deforma o el stica * que ele provoca em uma mola de constante el stica K, ou seja, P=K * (lei de Hooke). Ao se colocar certa mercadoria no prato de uma balan a desse tipo, a deforma o * n o ocorre instantaneamente. Existe um movimento transiente que depende de outro par metro: o n vel de amortecimento no mecanismo da balan a, dado pelo par metro adimensional ., denominado fator de amortecimento. O movimento transiente, a partir do instante em que a mercadoria colocada no prato da balan a, pode ser descrito por 3 equa es diferentes (e tem comportamentos diferentes), conforme o valor de .. Para em que , Os gr ficos abaixo apresentam informa es sobre a rea plantada e a produtividade das lavouras brasileiras de soja com rela o s safras de 2000 a 2007. A SEMENTE DO AGRONEG CIO Com o crescimento desta d cada, o Brasil passou a responder por 27% do mercado global de soja. Um em cada cinco d lares exportados pelo agroneg cio vem do complexo soja. A rea plantada cresceu 54%, metade da lavoura de gr os do pa s . A figura abaixo exemplifica o gr fico da fun o quando . = 0,1. 23 (t) (em milh es 18,5 de hectares) 16,4 13,6 14 2 P/K P/K 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Para 3,5 4 2000 t 21,5 22 21 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 cujo gr fico est As lavouras brasileiras tornaram-se as mais produtivas do mundo ilustrado a seguir. (t) (em quilogramas por hectare) P/K 2.700 2.800 2.800 2.500 0,5 P/K 2.400 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 2.500 2.300 2.200 t 2000 Para em que . A figura abaixo exemplifica o gr fico da fun o quando . = 2. 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 A prote na do campo. In: Veja, 23/7/2008, p. 79 e Minist rio da Agricultura, Pecu ria e Abastecimento (com adapta es). Considere que as taxas de varia o de 2006 para (t) P/K 2007, observadas nos dois gr ficos, se mantenham para o per odo de 2007 a 2008. Nessa situa o, a 0,5 P/K produ o total de soja na safra brasileira de 2008 seria, em milh es de toneladas, 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 t Com base nessas informa es, conclui-se que a balan a indica o valor da massa mais rapidamente quando A B C D E . < 0. . = 0. 0 < . < 1. . = 1. . > 1. B maior ou igual a 58,8 e menor que 60. C maior ou igual a 60 e menor que 61. D maior ou igual a 61 e menor que 62. E maior ou igual a 62. 10 ENGENHARIA GRUPO V A menor que 58,8. QUEST O 20 Pseudoc digo uma forma gen rica de se escrever um algoritmo, da forma mais detalhada poss vel, utilizando-se uma linguagem simples, nativa a quem o escreve, de modo a ser entendida sem necessidade de se conhecer a sintaxe de uma linguagem de programa o espec fica. Apresenta-se abaixo o pseudoc digo de um algoritmo capaz de resolver equa es diferenciais da forma , freq entemente encontrada em problemas de modelagem em engenharia. LER (T1); LER (T2); LER (N); SE ((T2 > T1) E (N > 0)) ENT O H (T2 T1) / N; Xi x(T1); PARA (i 0) ENQUANTO (i < N) FAZ K H g(Xi); Xi Xi + K; VISUALIZAR (T1 + i H, Xi); i i + 1; FIM PARA FIM SE Uma forma equivalente, e algumas vezes complementar, ao pseudoc digo, utilizada para se representar um algoritmo o diagrama de fluxos (fluxograma). Que fluxograma representa, de modo mais preciso, o pseudoc digo descrito acima? A B C D In cio In cio T1 T2 N T1 T2 N In cio In cio In cio T1 T2 N T1 T2 N T1 T2 N T2>T 1 E N>0 N T2>T1 E N>0 S i<N i<N i<N N Fim N T 2> T1 E N >0 S H =(T2 -T1) /N i =0 X i=x( T1) K =H*g (Xi) H =( T2 -T 1) /N i =0 X i= x( T1 ) N i<N S Fim N S Fim H=(T 2- T1 )/ N i=0 Xi=x (T 1) S S K=H*g(Xi) Fim H =( T2 -T 1) /N i =0 X i= x( T1 ) N T 2> T1 E N >0 S S Fim H = (T 2 - T 1 ) / N i= 0 X i =x ( T 1 ) N T2 >T 1 E N> 0 N E K= H* g( Xi ) N i<N S K =H *g (X i) S Fim Fim Xi= Xi +K K =H *g (X i) X i= Xi +K T 1+i* H Xi T 1+ i* H Xi i =i +1 i =i +1 Xi =X i+ K X i=Xi+K X i=Xi +K T 1+ i* H Xi i=i+1 T1 +i *H Xi T 1+ i*H Xi i= i+ 1 11 ENGENHARIA GRUPO V N COMPONENTE ESPEC FICO QUEST O 21 QUEST O 22 A literatura que trata dos efeitos da microestrutura sobre as propriedades mec nicas dos materiais met licos policristalinos estabelece uma rela o entre o tamanho m dio de gr o e o limite de escoamento (Fy) rela o de Hall-Petch. Com base nesses conceitos, foram desenvolvidas t cnicas de processamentos termomec nicos, como, por exemplo, a lamina o controlada, que visam o refino de gr o de a os estruturais, em que os requisitos de resist ncia Aero Magazine, ano 13, n. 145, junho de 2006. Durante uma turbul ncia, um trecho da superf cie externa da mec nica e tenacidade s o essenciais na especifica o desses produtos. Acerca dessa rela o, assinale a parte superior da asa de um avi o, indicado na figura, estar op o correta. sujeito a solicita es mec nicas de tra o e de compress o na dire o ortogonal ao eixo principal da aeronave. Tais A Nos materiais monof sicos, o limite de escoamento solicita es ocasionam fadiga c clica no elemento de (Fy) cresce com a raiz quadrada do tamanho m dio superf cie considerado. Considere os tr s tipos de diagramas de gr o. B Quando o material apresenta gr os de fases de solicita es a seguir (tens o normal tempo). diferentes, com caracter sticas microestruturais muito distintas, poss vel adotar uma express o do tipo regra das misturas , utilizando a equa o de Hall-Petch para cada uma das fases na propor o da fra o em volume de cada fase. C A equa o de Hall-Petch aplica-se apenas aos materiais com gr os completamente recristalizados e que apresentem distribui o uniforme de Considerando que a tens o na regi o indicada na figura seja nula no caso de um v o sem turbul ncia, qual(is) dos diagramas acima descreveria(m) melhor a situa o em um tamanhos. D poss vel adotar um tamanho de gr o equivalente na equa o de Hall-Petch, desde que uma fra o dos gr os de uma mesma fase n o apresente v o sob turbul ncia? subestrutura de discord ncias para forma o de subgr os. E O tamanho m dio dos gr os na rela o de Hall- A A, apenas. Petch representa o efeito dos contornos dos gr os B B, apenas. como barreira movimenta o das discord ncias. C C, apenas. Portanto, quanto maior o tamanho m dio de gr o, D A e B, apenas. volume e, assim, maior o n mero de barreiras E B e C, apenas. movimenta o das discord ncias. maior o n mero de contornos por unidade de 12 ENGENHARIA GRUPO V QUEST O 23 QUEST O 24 Resposta em poucos minutos Banho de luz preciso Aparelho port til mede hemoglobina e permite o diagn stico da anemia em tempo real. Dispositivo eletr nico monitora dose de radia o usada no tratamento de icter cia em rec m-nascidos. Um m todo simples e pr tico para avalia o de anemia, composto de um aparelho port til que mede a concentra o de hemoglobina no sangue e instantaneamente d o resultado, est em fase final de valida o. A hemoglobina, prote na existente nas hem cias e no plasma, respons vel pelo transporte de oxig nio, o principal par metro utilizado para indica o da falta de ferro no organismo. Uma picada no dedo suficiente para retirar o sangue com uma pipeta, que em seguida transferido para uma ampola com reagente. Depois de o conte do l quido estar homog neo, a ampola encaixada em um espa o apropriado no equipamento. A leitura feita por um fot metro, composto por um diodo emissor de luz, ou LED (da sigla em ingl s light emitting diode), na cor verde comprimento de onda que a mol cula de hemoglobina absorve e de um detector de luz do outro lado. Pela quantidade de luz que absorvida, poss vel dosar a quantidade de hemoglobina na amostra. A leitura dos padr es de hemoglobina feita por um chip. Revista FAPESP (com adapta es) A icter cia um problema que atinge entre 60% e 80% dos neonatos no mundo e est relacionada falta de maturidade do f gado, incapaz de metabolizar a bilirrubina, um pigmento normal, de cor amarelada, gerado pelo metabolismo das c lulas vermelhas do sangue. A principal terapia em uso para icter cia a fototerapia, com a exposi o do rec m-nascido a uma fonte luminosa equipada com l mpadas fluorescentes, incandescentes hal genas ou LEDs azuis. A efici ncia do tratamento diretamente proporcional quantidade de energia luminosa que incide sobre o beb e rea de sua superf cie corporal exposta a essa radia o. Para o controle e o monitoramento dessa luz sobre o rec m-nascido, foi desenvolvido um dos metro O feixe de luz absorvido pode sofrer refra o e/ou transmiss o. Supondo que, nessa t cnica, a ampola utilizada n o tenha influ ncia no resultado obtido, julgue os itens seguintes. I A velocidade do feixe de luz transmitido para o interior da ampola diminui, e, como resultado, esse feixe pode ser desviado da sua trajet ria ao atingir o fluido. Esse fen meno, denominado refra o, caracterizado pelo ndice n, definido como a raz o entre a velocidade da luz no v cuo e a velocidade da luz nesse meio. II Diferentemente da absor o do feixe na ampola, o ndice de refra o do material fluido independe do comprimento de onda do feixe. III Independentemente do ngulo de incid ncia, nenhuma fra o do feixe de luz incidente refletida ao passar do meio externo (ar) para o meio interno (fluido) na ampola, j que os meios s o transparentes e o fen meno de reflex o independe dos ndices de refra o de ambos os meios. funciona a partir da mudan a de cor dessa solu o em raz o do tempo de exposi o radia o. O material luminescente capaz de absorver energia e, em seguida, reemitir luz vis vel. Revista FAPESP (com adapta es) Considerando que esse novo dispositivo funcione com luz vis vel, cujo comprimento de onda 8 est entre 0,4 :m e 0,7 :m, que a velocidade da luz c = 3,0 108 m/s e que a constante de Planck h = 4,1 10-15 eVAs, correto afirmar que o dispositivo funciona com radia o de energia entre B 0,18 e 0,31 eV. I, apenas. II, apenas. III, apenas. I e II, apenas. I e III, apenas. C 0,31 e 1,8 eV. D 1,8 e 3,1 eV. E 18 e 31 eV. 13 ENGENHARIA GRUPO V luminescentes conhecidos como meh-ppv. O dispositivo A 0 e 0,18 eV. correto o que se afirma em A B C D E de radia o feito com uma solu o de pol meros QUEST O 25 QUEST O 26 Chips nacionais S o Paulo ter a maior f brica de chips da Am rica Latina. A primeira f brica em larga escala de semicondutores da Am rica Latina ser na cidade de S o Carlos, no interior do estado de S o Paulo. A produ o se dar por meio de uma parceria entre a empresa norte-americana Symetrix e o grupo nacional Encalso-Damha e contar com um investimento de mais de US$ 1 bilh o (cerca de 2,5 bilh es de reais!). A f brica produzir chips de mem ria ferroel trica, capazes de armazenar mais informa es que os componentes atuais. Pela tecnologia que temos hoje, 1 cm capaz de armazenar 1 gigabyte. Com a ferroel trica, poss vel armazenar, nesse mesmo espa o, 250 gigabytes. Mas tudo come ou com os ferromagnetos, um dos materiais pioneiros para armazenamento de dados utilizados, por exemplo, em fitas cassete de grava o magn tica. A equa o constitutiva do magnetismo, B = :0 (H + M), descreve a rela o entre a indu o magn tica, o campo magn tico aplicado e a magnetiza o em um material magn tico t pico, como um ferromagneto. Revista FAPESP (com adapta es) Fazendo-se um paralelo entre materiais ferroel tricos e ferromagn ticos, correto afirmar que a polariza o em um material ferroel trico equivale, em um material ferromagn tico, A B C D E indu o magn tica, B. ao campo magn tico aplicado, H. soma (H+ M). permeabilidade magn tica no v cuo, :0. magnetiza o, M. O Large Hadron Collider (LHC), o maior acelerador de part culas do mundo, come ou a funcionar h algumas semanas. Entre espessas paredes de concreto, a 100 m abaixo da superf cie, encontra-se um anel de 27 quil metros de comprimento, formado por uma sucess o de 1.624 tubos met licos, cada um com 14 metros de comprimento e 1 metro de di metro. Para permitir que um feixe de pr tons circule no interior dos tubos, sem colidir com outros tomos ou mol culas, os tubos operam em ultra-alto v cuo. Isso estabelece entre as suas superf cies interna e externa um forte gradiente de press o. Se, por essa raz o, o metal utilizado for afetado pelo fen meno de difus o no estado de equil brio, expresso matematicamente pela Lei de Fick, ent o as bombas que mant m o v cuo no anel devem ser dimensionadas para retirar um fluxo de massa difundido que A inversamente proporcional ao gradiente da concentra o dessa massa. B n o depende do gradiente da concentra o dessa massa, mas apenas do quadrado da sua concentra o. C oposto e inversamente proporcional ao gradiente concentra o, ou seja, vai do valor mais baixo de concentra o para o mais alto. D n o depende do gradiente da concentra o dessa massa, mas apenas da concentra o da mesma. E oposto e proporcional ao gradiente concentra o, ou seja, que vai da regi o de maior concentra o para a de menor concentra o. QUEST O 27 O diagrama de fases bin rio Ferro-Cementita (Fe-Fe3C), possui aplica es tecnol gicas importantes ao permitir a compreens o das transforma es de fases no resfriamento de a os e ferros fundidos. 1493 C l quido 1400 temperatura ( C) Com base nesse diagrama, mostrado ao lado, assinale a op o correta. 1600 1538 C 1394 C 1200 1147 C 2.14 1000 A A austenita, est vel acima da temperatura 912 C eutet ide, magn tica. 800 B A baixa solubilidade do carbono na ferrita pode ser explicada pela forma e pelo 0.76 tamanho das posi es intersticiais nas 0.022 600 estruturas CCC, que dificultam a acomoda o dos tomos de carbono. 400 C O carbono uma impureza substitucional 0 1 e forma solu es s lidas com as ferritas (Fe) (*) e (") e austenita ((), nos seus respectivos campos monof sicos. D A perlita uma estrutura lamelar bif sica formada por lamelas de ferrita (*) e cementita (Fe3C). E A cementita caracteriza-se pela alta ductilidade e baixa dureza. 14 ENGENHARIA GRUPO V 4.30 727 C cementita (Fe3C) 2 3 4 composi o (% peso C) 5 6 6.7 QUEST O 28 0 20 A 40 2.000 liquidus 1.000 l quido F solidus temperatura ( C) 100 2.200 80 60 " 800 "+L E 770 C (TE) 8,0 (C"E) $ +L 71,9 (CE) B 91,2 (C$E) 1.600 G $ 1.000 solvus 200 1.400 1.200 600 400 1.800 "+$ 800 C H 0 20 (Cu) 40 60 composi o (% peso Ag) temperatura ( F) 1.200 QUEST O 30 composi o (%a Ag) 80 600 I 400 100 (Ag) Em rela o ao diagrama Cobre-Prata mostrado acima, assinale a op o correta. A Na composi o 71,9 % em peso de prata, o ponto eutet ide ocorre a 779 C e caracterizado pela transforma o, no resfriamento, de uma fase l quida em duas fases s lidas. B A curva CBA estabelece o limite de solubilidade da solu o s lida rica em cobre. C A linha BEG tamb m pode ser considerada uma curva liquidus e representa a temperatura mais baixa em que o l quido pode existir para quaisquer das composi es. D Uma regra geral para constru o de diagramas bin rios estabelece que as regi es monof sicas estejam sempre separadas umas das outras por outra regi o monof sica. E A curva HGF delimita a solu o s lida da prata no cobre. QUEST O 29 O tratamento t rmico efetuado em ligas ferrosas permite altera es microestruturais fundamentais para o comportamento mec nico. Dependendo da velocidade de resfriamento, entre outros fatores, a microestrutura obtida pode apresentar uma ou mais fases. Considerando-se as fases oriundas de tratamentos t rmicos de ligas ferrosas, denomina-se bainita A o produto da transforma o austen tica, cuja microestrutura consiste em ferrita (") com fina dispers o de cementita. B o ferro puro com estrutura cristalina c bica de face centrada. C o produto da transforma o austen tica com composi o eutet ide, cuja estrutura consiste de camadas alternadas de ferrita e cementita. D a fase metaest vel composta por ferro supersaturado de carbono, sendo produto de uma transforma o at rmica da austenita. E a cementita prim ria, que existe adicionalmente perlita para a os hipereutet ides. 15 ENGENHARIA GRUPO V O processo de deforma o pl stica, para uma quantidade significativa de materiais met licos, ocorre devido ao fen meno da movimenta o das discord ncias (tamb m chamada de desloca es em alguns textos). O movimento dessas discord ncias se faz pela a o dos componentes de tens es cisalhantes que atuam nos cristais. Entretanto, a movimenta o dessas discord ncias pode ser dificultada pela presen a de defeitos na estrutura cristalina. Como conseq ncia da interfer ncia desses defeitos na movimenta o das discord ncias, h aumento do limite de escoamento. A respeito desse assunto, julgue os itens a seguir. tomos intersticiais s o mais eficientes em dificultar a movimenta o de discord ncias que tomos substitucionais e, portanto, promovem um aumento significativo do limite de escoamento. II O refino de gr o n o uma barreira muito eficaz movimenta o das discord ncias. O efeito desse refino somente significativo quando h uma quantidade elevada de precipitados grandes e dispersos nos contornos de gr o. III Um aumento da fra o volum trica de precipitados finos na matriz retarda a movimenta o das discord ncias. Conseq entemente, um material que cont m dispers o de precipitados finos possui limite de escoamento significativamente maior que outro que n o cont m. Assinale a op o correta. A B C D E Apenas um item est certo. Apenas os itens I e II est o certos. Apenas os itens I e III est o certos. Apenas os itens II e III est o certos. Todos os itens est o certos. QUEST O 31 V rios processos foram desenvolvidos para conforma o de metais. As in meras formas que o metal assume, tais como tubos, barras e placas, podem ser geradas por meio de dois processos b sicos: deforma o pl stica (no qual o volume e a massa do metal s o conservados) e usinagem (metal removido para gera o da pe a final). O processo de conforma o no qual um bloco met lico for ado atrav s de um orif cio em uma matriz, por meio de alta press o compressiva aplicada a um mbolo, denomina-se A B C D E estiramento. extrus o. forjamento. trefila o. lamina o. QUEST O 32 Os comp sitos endurecidos por dispers o s o capazes de promover o endurecimento de ligas met licas, enquanto mant m inalteradas as demais propriedades mec nicas, mesmo quando solicitados a temperaturas relativamente elevadas. Isso porque n o exibem superenvelhecimento, inibem o crescimento de gr o e o coalescimento das fases dispersas. Um exemplo de comp sito endurecido por dispers o o Al-Al2O3, produzido pela sinteriza o de p de Alum nio com at 14% de Al2O3. Para a forma o desses comp sitos, qual deve ser o comportamento qu mico dos dispers ides em rela o matriz? A Devem ser incapazes de reagir quimicamente com a matriz durante o processo de fabrica o e durante o trabalho em temperaturas elevadas. B Devem ser incapazes de reagir com a matriz quando adicionados em concentra es superiores s da matriz para obterem as propriedades pretendidas. C Devem possuir reatividade qu mica com a matriz para que ocorra a forma o de uma terceira fase com propriedades otimizadas. D Devem apresentar concentra es similares s da matriz para que se possa dosar as propriedades de ambas as fases ap s a rea o com a matriz. E Devem reagir quimicamente com a matriz para formar um composto intermet lico durante o processamento. QUEST O 33 DISCURSIVA A fibra retirada das folhas de curau (Ananas erectifolius), uma brom lia de grande porte da regi o amaz nica e que pertence mesma fam lia do abacaxi, pelas suas propriedades mec nicas de alta resist ncia, baixa densidade capaz de conferir leveza ao produto final e potencial para reciclagem, est cotada para substituir a fibra de vidro empregada como refor o ao pl stico na fabrica o de pe as de tamanho reduzido e finos detalhes geom tricos. A fibra de vidro uma mat ria-prima que requer alto consumo de energia para ser produzida. Al m disso, os produtos feitos com esse material n o podem ser reciclados por nenhum processo conhecido atualmente. A fibra do curau , por outro lado, pode ser reciclada e produzida com baixo consumo energ tico, apenas o necess rio para o processo de extra o e moagem da planta. tens o RASCUNHO QUEST O 33 deforma o Considere que a fibra de curau seja utilizada como refor o em uma matriz polim rica de comportamento mec nico predominantemente d ctil. Considerando, ainda, que a figura acima mostra as curvas de tens o-deforma o para esses dois tipos de material, isoladamente, fa a o que se pede a seguir. ' No gr fico de tens o-deforma o, escreva as letras F e M ao lado das curvas correspondentes fibra de carau (F) e matriz polim rica (M), respectivamente. (valor: 2,0 pontos) ' Desenhe no gr fico a curva correspondente ao comp sito resultante fibra-pol mero. (valor: 4,0 pontos) ' Por meio de um conjunto de linhas paralelas aos eixos do gr fico, delimite e indique os dois est gios de deforma o do comp sito fibra-pol mero. (valor: 4,0 pontos) 16 ENGENHARIA GRUPO V QUEST O 34 DISCURSIVA A articula o um componente importante no sistema do esqueleto humano. A parte superior do f mur termina em um cabe ote com formato esf rico, que se ajusta no interior de uma cavidade em forma de copo (o acet bulo). Alguns materiais met licos e cer micos t m sido utilizados, com relativo grau de sucesso, na fabrica o dos componentes de pr teses. As restri es quanto s propriedades dos materiais usados para compor estes elementos s o muito r gidas, devido complexidade qu mica e mec nica da articula o da bacia. Al m de serem biocompat veis e terem alta resist ncia corros o, os componentes artificiais utilizados como pr teses devem suportar for as de natureza complexa. Dessa forma, as caracter sticas mec nicas, tais como m dulo de elasticidade, limite de escoamento, limite de resist ncia tra o, resili ncia e a tenacidade, s o importantes na sele o de materiais para compor uma pr tese de bacia. Considerando o texto acima, fa a o que pede a seguir. A) Redija um par grafo explicando a correla o entre tens o e deforma o segundo a lei de Hooke. (valor: 1,0 ponto) RASCUNHO QUEST O 34 A 1 2 3 RASCUNHO QUEST O 34 B B) Desenhe uma curva padr o de tens o-deforma o de um ensaio de tra o uniaxial, e indentifique, nessa curva, com as letras a, b e c os seguintes pontos not veis: (valor: 6,0 pontos) a) limite de proporcionalidade; b) limite de escoamento; c) limite de resist ncia tra o. C) Defina tenacidade e os m dulos de elasticidade e de resili ncia, na situa o est tica, e descreva como essas grandezas podem ser identificadas na curva de tens o-deforma o. (valor: 3,0 pontos) RASCUNHO QUEST O 34 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 17 ENGENHARIA GRUPO V QUEST O 35 DISCURSIVA No projeto de fabrica o de uma pe a, confeccionada a partir de chapa met lica, foi verificada a necessidade se fazerem dois entalhes, como mostrado na figura I. Esses entalhes permitem a passagem de pinos que atuam como guias de posicionamento e ajuste da pe a na sua montagem final. Quando em opera o, essa pe a ser submetida a cargas que resultam em tens es de tra o (c clicas), com a dire o indicada esquematicamente na figura I. As an lises das tens es na pe a, sem os entalhes, indicaram valores de tens o m xima de 114 MPa. Com a presen a dos entalhes ocorre altera o no campo de tens es frente deles, e o valor da tens o de tra o m xima na regi o adjacente ponta do entalhe, perpendicular ao plano desse entalhe, pode ser calculado utilizando-se o fator de concentra o de tens es (Kt), de acordo com as curvas da figura II. Na figura III apresentada a curva de resist ncia fadiga do material utilizado na confec o da pe a, nas mesmas condi es ambientais e de temperatura nas quais o material ser utilizado. Nessa figura, a tens o de tra o (c clica) que atua na pe a m xima e N representa o n mero de ciclos para a fratura associado a essa tens o m xima. O material possui limite de escoamento de 750 MPa e limite de resist ncia de 850 MPa, e a pe a possui dimens es h = 80cm, b = 64cm, r = 16cm. fator de concentra o de tens es K t Com base nessas informa es e nas figuras apresentadas abaixo, fa a o que se pede a seguir. b F F h w Figura I 3,8 3,4 3,0 2,6 2,2 1,8 1,4 1,0 0 0,2 0,4 r/h Figura II 70 60 50 3 300 40 200 30 100 20 10 4 10 5 10 6 7 10 10 8 10 ciclos at a falha, N (escala logar tmica) Figura III 18 ENGENHARIA GRUPO V tens o (10 psi) tens o, F (MPa) 400 9 10 0,6 0,8 A) A partir das informa es fornecidas, determine o valor aproximado do fator de concentra o de tens es (Kt) para a pe a e justifique como esse valor foi obtido. (valor: 4,0 pontos) RASCUNHO QUEST O 35 A 1 2 3 4 5 6 7 B) Considerando as condi es de carregamento, e a partir do valor da tens o m xima local originada pela presen a dos entalhes, estime a vida em fadiga da pe a. Descreva como esse resultado foi alcan ado. (valor: 4,0 pontos) RASCUNHO QUEST O 35 B 1 2 3 4 5 6 7 C) Descreva como estimar graficamente, a partir da figura III, a vida em fadiga da pe a sem entalhe e compare as diferen as da vida em fadiga das duas pe as (com e sem entalhe). (valor: 2,0 pontos) RASCUNHO QUEST O 35 C 1 2 3 4 5 6 7 19 ENGENHARIA GRUPO V 1 A seguir ser o apresentadas 20 (vinte) quest es de M ltipla Escolha relativas ao N cleo de Conte dos Profissionalizantes Espec ficos dos cursos de Engenharia Grupo V. 2 Deste conjunto, voc dever ESCOLHER APENAS 5 (cinco) quest es para responder. Voc dever responder s 5 (cinco) quest es que desejar, independentemente de qual seja o seu curso, deixando as demais sem resposta. Se voc responder a mais de 5 (cinco) quest es, SOMENTE SER O CORRIGIDAS AS 5 (CINCO) PRIMEIRAS RESPONDIDAS. 3 Observe atentamente os n meros das quest es que voc decidir responder para assinalar corretamente no Caderno de Respostas. QUEST O 36 QUEST O 37 A introdu o de tomos de soluto em solu o s lida A exist ncia de fratura fr gil em materiais d cteis no reticulado solvente- tomo invariavelmente produz uma gerou a necessidade de se compreender melhor os liga com maior dureza que o metal puro. Existem dois tipos mecanismos de fratura. As pesquisas permitiram a de solu o s lida. Se os tomos do soluto e do solvente s o quantifica o aproximadamente do mesmo tamanho, os tomos do soluto propriedades dos materiais, o n vel de tens o, a presen a ir o ocupar posi es no reticulado cristalino do solvente. de defeitos geradores de trincas e os mecanismos de sua a chamada solu o s lida substitucional. Se os tomos do propaga o. Os projetistas podem, dessa forma, soluto s o muito menores que os tomos do solvente, eles ocupam a posi o intersticial no reticulado. Os fatores que controlam a tend ncia forma o de solu o s lida substitucional foram estabelecidos pelas regras de HumeRothery. Considerando essas regras, assinale a op o correta. das rela es existentes entre as antecipar e prevenir falhas estruturais. Tendo por base os princ pios da mec nica da fratura, utilizada na an lise de falhas de amostras ensaiadas de forma controlada, assinale a op o correta. A Denomina-se tenacidade fratura o valor cr tico do fator de intensidade de tens o para o qual ocorre A Se a diferen a entre o tamanho dos tomos do soluto e do solvente for maior que 15%, o fator tamanho favorece uma extens o da trinca. B A condi o de deforma o plana na an lise de mec nica da fratura encontrada em placas finas, a forma o da solu o s lida. em que a dire o de deforma o zero paralela B Metais que possuem forte afinidade qu mica entre si tendem a formar solu o s lida. superf cie da placa. C C Metais muito pr ximos na s rie de eletronegatividade formam compostos intermet licos. Os valores de tenacidade fratura s o maiores nos materiais fr geis que nos materiais d cteis. D O fator de concentra o de tens o a medida da D Para solubilidade completa em toda a faixa de resist ncia de um material fratura fr gil quando composi es, o soluto e o solvente t m que possuir a uma trinca est presente, e est relacionado ao mesma estrutura cristalina. comprimento da trinca e tens o aplicada. E A solubilidade de um metal em um solvente com maior E A tenacidade fratura, por ser uma propriedade val ncia maior que em um solvente com menor intr nseca val ncia. temperatura, taxa de deforma o e microestrutura. 20 ENGENHARIA GRUPO V do material, independente da QUEST O 38 QUEST O 40 Os tratamentos t rmicos apropriados em ligas met licas possibilitam altera es substanciais nas suas propriedades mec nicas. de fundamental import ncia ao engenheiro compreender, nos processamentos t rmicos dos metais, os mecanismos presentes e suas correla es com o tempo, a temperatura e suas poss veis conseq ncias nas propriedades previstas em projeto. Considerando os tratamentos t rmicos convencionais utilizados na ind stria metal-mec nica, assinale a op o correta. A resist ncia mec nica dos metais pode ser reduzida com o aumento da temperatura de ensaio. Tendo em vista que a mobilidade dos tomos aumenta com a temperatura, pode-se concluir que processos controlados por difus o t m efeito significativo nas propriedades mec nicas a temperaturas elevadas. Materiais expostos a tens es em altas temperaturas, como, por exemplo, rotores de turbinas de aeronaves, linhas de vapor de alta press o e paredes de reatores nucleares, sofrem deforma es permanentes dependentes do tempo, denominadas flu ncia. Ensaios de flu ncia s o realizados em altas temperaturas para caracteriza o mec nica a quente dos materiais. Considerando a curva t pica de flu ncia apresentada na figura abaixo, assinale a op o correta. ruptura deforma o por flu ncia, , A O envelhecimento artificial caracterizado pelo endurecimento por precipita o decorrente de envelhecimento temperatura ambiente. B O recozimento pleno caracterizado, para ligas ferrosas, pelo aquecimento da amostra at a temperatura de austenitiza o, seguido de resfriamento r pido. C A cementita globulizada, formada por lamelas alternadas de ferrita e cementita, obtida pelo resfriamento r pido das ligas ferrosas. D A fase denominada martensita formada quando ligas ferrosas austenitizadas s o resfriadas lentamente. E Denomina-se recristaliza o a forma o de um novo conjunto de gr os, livres de deforma o, no interior de um material previamente deformado a frio. QUEST O 39 prim ria ), )t terci ria secund ria deforma o instant nea A dureza de um material pode possuir mais de um significado. Em geral, para a maioria dos materiais, significa resist ncia deforma o e, para metais, essa propriedade a medida de sua resist ncia deforma o pl stica. Considerando a dureza penetra o como a de maior interesse para metais aplic veis em engenharia, assinale a op o correta. A Dureza Brinell a escala mais indicada para materiais de alta dureza. B Esferas de a o e carbeto de tungst nio s o os penetradores mais indicados para se determinar a dureza Vickers. C No ensaio de dureza Rockwell, a profundidade da impress o, que usada como base de medida, causada pela pr -carga. D Para determina o de microdureza na escala Knoop, utiliza-se um penetrador de diamante de base quadrada. E Na escala de dureza Rockwell, podem ser usados como penetradores o cone de diamante de 120 ou esferas de a o, dependendo da faixa de dureza. 21 ENGENHARIA GRUPO V tempo, t tr A A const ncia da taxa de flu ncia na fase secund ria est relacionada ao equil brio entre os processos concorrentes de encruamento e recupera o. B Ensaios de flu ncia por compress o s o mais apropriados para materiais d cteis, pois, nesse caso, existir o amplifica es de tens o e propaga o de trincas. C Os par metros mais importantes do ensaio s o as inclina es da por o terci ria, conhecidas como taxas m nimas de flu ncia. D O par metro de Larson-Miller permite a determina o do mecanismo predominante para um material espec fico. E O aumento da temperatura ou do n vel de tens o no ensaio de flu ncia promove a redu o da deforma o inicial instant nea e o aumento no tempo de vida at a ruptura. QUEST O 41 Um componente mec nico na forma de uma barra cil ndrica tem as dimens es apresentadas na figura I ao lado. Os requisitos de projeto dessa pe a exigem que, ap s a t mpera, sua superf cie tenha dureza maior ou igual a 50 HRC e o centro da barra, na parte de maior di metro, apresente dureza entre 50 e 40 HRC. Para se evitarem trincas de tratamento t rmico e, portanto, melhorar a produtividade, recomendado o uso de um meio de t mpera brando. Os crit rios de escolha do material devem ser as curvas Jominy dos a os (figura II); as velocidades de resfriamento associadas aos meios de t mpera (figuras IIIa e IIIb); e custos para a obten o do produto final. O pre o por quilo de a os para tratamento t rmico tanto maior quanto maior for sua temperabilidade (endurecibilidade), conferida pela adi o de elementos de liga. Figura I desenho esquem tico da barra. Com base nessas informa es, assinale a op o que apresenta o a o mais adequado aos requisitos do projeto. A O a o 4340 atende aos requisitos de projeto (durezas adequadas, mesmo utilizando-se um meio de t mpera brando) com custos de produ o mais baixos. B Os a os 4140 e 4340 atendem aos requisitos de projeto (durezas adequadas, utilizando-se um meio de t mpera brando), mas o mais adequado o a o 4140, por ter menor custo, uma vez que os elementos de liga conferem menor temperabilidade em compara o com o a o 4340. C O a o 5140, a partir do crit rio de temperabilidade, tem baixo custo e atende plenamente aos requisitos de projeto (dureza adequada, utilizando-se um meio de t mpera brando). D O a o 1040, por apresentar menor custo (n o tem elementos de liga), satisfaz os requisitos de projeto (alcan a os valores de dureza nos dois tipos de t mpera, brando ou vigoroso). E O a o 8640 pode alcan ar os valores de dureza especificados para a superf cie e para o centro da pe a utilizando o meio de t mpera brando. O requisito de custo, nesse caso, passa a ser irrelevante por n o haver outro a o que atenda aos requisitos do projeto. Figura II curvas Jominy de a os selecionados. Figura III curvas de resfriamento para barras de a os de diferentes di metros e diferentes meios de t mpera: (a) resfriamento em gua e (b) resfriamento em leo. 22 ENGENHARIA GRUPO V QUEST O 42 Uma pe a met lica utilizada como componente na ind stria automobil stica fabricada por um processo de conforma o mec nica. O material utilizado uma liga met lica cuja composi o qu mica, pelo diagrama de equil brio (n o apresentado), indica a presen a de uma nica fase desde a sua solidifica o at a temperatura ambiente. Na ltima etapa desse processo de conforma o, a pe a apresenta duas regi es distintas quanto quantidade percentual de deforma o a frio: regi o A = 15% e regi o B = 6%. A pe a resfriada rapidamente logo ap s essa ltima etapa de processamento. A etapa seguinte do processo de fabrica o o reaquecimento da pe a em um forno cuja temperatura encontra-se entre 690 C e 700 C. Para aumentar a produtividade, o tempo de perman ncia das pe as no forno deve ser muito curto, de modo a garantir que ocorram os processos de recupera o e recristaliza o, mas procura-se evitar crescimento de gr o (se ocorrer, dever ser insignificante). Ap s esse reaquecimento a pe a resfriada rapidamente. 900 800 1.400 700 1.200 600 1.000 500 800 400 300 0 10 deforma o cr tica 40 20 temperatura de recristaliza o ( F) temperatura de recristaliza o ( C) 1.600 600 60 70 Percentual de trabalho a frio Considerando o gr fico acima, da temperatura de recristaliza o em fun o da quantidade de deforma o acumulada (trabalho a frio), e os fen menos de recupera o, recristaliza o e crescimento de gr o, assinale a op o que descreve corretamente a microestrutura esperada do material na temperatura ambiente e nas duas regi es A e B ap s os ciclos de processamento citados no texto. A Nas regi es A e B, as microestruturas apresentar o gr os equiaxiais e o tamanho m dio desses gr os ser pequeno em rela o aos gr os nas demais regi es da pe a, pois ocorre recristaliza o nessas duas regi es. B O tamanho m dio de gr o na regi o A ser maior que o da regi o B, pois toda a deforma o local utilizada apenas para o processo de recupera o, e o tamanho de gr o proporcional quantidade de recupera o da microestrutura. C Ocorre recristaliza o na regi o A, mas n o na B. Na primeira etapa de processamento, as deforma es locais na regi o B n o alcan am valores capazes de promover a recristaliza o no reaquecimento, mas poss vel ocorrer recupera o devido faixa de temperaturas do processo. Deve haver, portanto, gr os bem menores na regi o A (gr os recristalizados), em compara o com os da regi o B (gr os recuperados). D Quando ocorre deforma o pl stica elevada, h , necessariamente, precipita o induzida por deforma o nas ligas policristalinas monof sicas. Essa precipita o resulta em um retardo da recristaliza o. Assim, nas regi es A e B deve ocorrer apenas recupera o, e os tamanhos de gr o ser o de valores bem pr ximos, mudando-se apenas a raz o de aspecto dos gr os localizados na regi o mais deformada. E Na regi o B, deve haver recupera o induzida pela deforma o acumulada, seguida de recristaliza o. A regi o A, que apresenta deforma o acumulada mais elevada, n o precisa passar pela etapa de recupera o e, assim, nessa regi o, deve haver somente recristaliza o. N o poss vel comparar o tamanho de gr o m dio das duas regi es sem conhecer, antecipadamente, o tamanho de gr o inicial da pe a. 23 ENGENHARIA GRUPO V QUEST O 43 QUEST O 44 O Brasil se destaca como um dos pa ses que det m grandes reservas de min rios, e as empresas que exploram e beneficiam os min rios dessas reservas j s o consideradas l deres mundiais em alguns setores. Trata-se, portanto, de uma atividade promissora para engenheiros especializados nesse setor. No texto que se segue, apresentada uma descri o de uma das etapas do tratamento de min rios. sabido que o principal equipamento de uma usina sider rgica o alto-forno. Nesse equipamento (um gigantesco reator qu mico), o min rio de ferro, essencialmente constitu do de hematita, alimentado pela parte superior do forno juntamente com carv o coqueificado. Na parte inferior do forno, perto de sua base, soprado ar quente. O ar reage com o carbono, Em uma planta de tratamento de min rios, o processamento come a por uma etapa de cominui o. O primeiro est gio constitu do de britadores e peneiras que reduzem o tamanho do min rio proveniente da mina para 100% abaixo de 1cm. Ap s essa etapa, segue-se uma opera o de moagem na qual moinhos de bolas operam em circuito fechado com ciclones. O produto deve estar 90% abaixo de 100 :m. Nessa ltima etapa, a carga circulante dos moinhos de 90%. oxidando-o. O mon xido de carbono produzido reage, ent o, com o min rio de ferro, reduzindo-o. Considerando essa descri o sucinta do funcionamento de um alto-forno, assinale a op o correta. A O alto-forno produz, al m do ferro gusa, retirado pela parte inferior do equipamento, um g s que uma mistura essencialmente de nitrog nio, proveniente do ar, e di xido de carbono, proveniente da queima do A partir dessa descri o do processo, assinale a op o que apresenta o significado correto do termo carga circulante , referido no texto. carv o. Esse g s descartado ap s um procedimento de despoeiramento. B O ferro gusa produzido nada mais do que uma liga A Para cada 900 kg de min rio que saem dos britadores, h uma tonelada que tamb m chega aos moinhos, pois 100 kg s o devolvidos pelos ciclones por estarem acima da especifica o, n o se contabilizando a massa de gua utilizada para a forma o da polpa de moagem. B Para cada tonelada de min rio que sai dos moinhos, 900 kg atendem especifica o e seguem para a etapa seguinte de concentra o do min rio, ap s a elimina o do excesso de gua utilizada na moagem a mido e os 100 kg restantes retornam aos moinhos. C Para cada tonelada de min rio, 900 kg s o ganga e, portanto, t m de ser separados e destinados a um processo de circula o para a pilha de rejeitos, ap s a elimina o da gua utilizada na moagem a mido. D Para cada tonelada de min rio, proveniente da britagem, que alimentado no sistema, h 900 kg de min rio j mo do que, por estarem com tamanho acima da especifica o, s o separados pelos ciclones e retornam ao moinho. E Para cada tonelada de min rio, h necessidade de se fazer a cominui o de 900 kg para que seja atingido o grau de libera o adequado etapa posterior do processamento, n o se contabilizando a massa de gua existente na polpa de moagem. de ferro com carbono, com teor de carbono em torno de 0,76% peso. Esse o teor da composi o eut tica no diagrama Fe-C, sendo, portanto, o de menor ponto de fus o. C O alto-forno um reator em contra-corrente, pois os gases em ascens o reagem com a carga, de min rio e carbono, que desce lentamente medida em que o carbono consumido pela rea o e o ferro gusa retirado na parte inferior. D Como o min rio de ferro e o coque s o alimentados juntos, pela parte superior, e saem, ap s as rea es, pela parte inferior do forno, na forma de ferro gusa, deduz-se que o alto-forno n o um reator em contra-corrente. E Para que as rea es ocorram e o ferro passe para o estado l quido, o que permite sua sa da do forno, necess rio fornecer calor. Isso feito pela queima de g s carv o mineral ou vegetal, equipamentos localizados ao lado do alto-forno. 24 ENGENHARIA GRUPO V natural, em QUEST O 45 lentamente, cuja estrutura final ferr tica. Em um laborat rio de processamento termomec nico foram realizadas as seguintes experi ncias associadas transforma o de a os. Duas amostras de uma mesma chapa de a o (baixo teor de carbono) foram submetidas a um mesmo processo de austenitiza o (temperatura e tempo iguais de austenitiza o; mesmo tamanho de gr o austen tico) e laminadas sob um mesmo esquema de passes. Essas amostras, no entanto, ao serem retiradas do laminador, foram resfriadas de maneira distintas. Uma delas foi submetida a uma rota de resfriamento lento, resultando numa microestrutura predominantemente ferr tica, e a outra sofreu resfriamento r pido. Neste caso, o que se obteve foi microestrutura martens tica. A identifica o das microestruturas foi realizada por microscopia tica. Ensaios de tra o realizados com esses materiais revelaram valores de limite de escoamento muito baixos para o a o ferr tico, em compara o com a o martens tico. Assinale a op o que cont m explica es corretas quanto s diferen as do limite de escoamento observadas entre esses a os. A A transforma o da austenita em martensita envolve deforma o pl stica, o que corresponde a um encruamento do material. Esse encruamento explica integralmente o aumento da resist ncia da martensita em rela o ferrita. B A transforma o de austenita (CFC) para martensita (TCC) ocorre sem difus o de C. A grande quantidade de C em solu o s lida (ocupando os interst cios da martensita), juntamente com grande densidade de discord ncias da martensita (formada na transforma o CFC 6TCC), dificulta a movimenta o das discord ncias na martensita, o que explica o aumento do limite de escoamento associado a essa microestrutura. C Para formar ferrita, em que a solubilidade m xima de C da ordem de 0,022% (% peso), necess rio que ocorra a difus o de C para os contornos de gr o da ferrita (a difus o ocorre devido baixa velocidade de resfriamento). Os tomos de carbono segregados nos contornos de gr o n o contribuem para a resist ncia mec nica, o que explica o baixo valor do limite de escoamento do a o ferr tico, em compara o com o do a o martens tico. D Para ocorrer a transforma o martens tica, necess rio haver forma o de Fe3C durante o resfriamento r pido. Essa rede de precipitados finos e dispersos na matriz (precipita o na martensita) impede a movimenta o de discord ncias, aumentando o limite de escoamento. Nos a os ferr ticos, o C em solu o s lida forma carbetos de maior tamanho, que n o s o eficazes para impedir a movimenta o das discord ncias, o que explica a queda no limite de escoamento dos a os ferr ticos. E Por se tratar de um a o de baixo carbono, uma certa fra o de austenita retida junto com a martensita (a fase austenita n o vis vel nas an lises por microscopia tica). A austenita apresenta valor de dureza muito elevado, pois essa fase mant m maior quantidade de carbono em solu o s lida. Portanto, a amostra resfriada mais rapidamente, devido presen a da austenita retida, apresentar um valor de dureza bem mais elevado que a da amostra resfriada mais 25 ENGENHARIA GRUPO V QUEST O 46 Estruturas cer micas de alumina e compostos polim ricos de polimetilmetacrilato (PMMA) s o dois novos materiais, recentemente desenvolvidos, para a confec o de ossos artificiais. A novidade a estrutura superficial porosa e a presen a de subst ncias que lhes conferem atividade biol gica. O que os pesquisadores fizeram foi modificar as propriedades da cer mica de alumina e do PMMA. Na constru o de uma pr tese por polimeriza o de PMMA, ocorre a repeti o do mero descrito por A B C D E QUEST O 47 QUEST O 48 Um projeto de desenvolvimento de processos alternativos de reciclagem de embalagens pl sticas de poli (tereftalato de etileno), o conhecido PET, revelou tr s processos de reciclagem promissores. Um deles prop e rota inovadora para a obten o do cido tereft lico um dos reagentes importados utilizados na produ o do PET a partir de garrafas pl sticas usadas e descartadas. Dados da Associa o Brasileira das Ind strias Qu micas mostram que, em 2007, o Brasil importou 347.057 toneladas desse cido, no valor de US$ 337,8 milh es. Na reciclagem qu mica, o objetivo for ar o pl stico a ter uma rea o contr ria ocorrida na sua forma o. Em vez de os derivados de petr leo serem polimerizados para forma o do pl stico, se utilizam rea es de despolimeriza o para obter os derivados de petr leo como o cido tereft lico. O PET, cujo processo de despolimeriza o permite a obten o do cido tereft lico, A luz, sob determinadas condi es, contribui para acelerar processos de estrutura o e de degrada o de materiais polim ricos, assim como ajuda a avaliar a sua composi o. Essa estreita intera o, em suas m ltiplas facetas, a base de estudos recentemente desenvolvidos, cujos resultados s o interessantes, principalmente, para a rea odontol gica. No caso dos comp sitos de resinas utilizados em tratamentos dent rios, uma das pesquisas realizadas teve como foco avaliar, com aux lio da luz ultravioleta (UV), a resposta fluorescente da restaura o, ou seja, verificar se ela apresentava o mesmo comportamento de um dente natural, que possui uma fluoresc ncia pr pria, originada de um pept deo chamado piridinolina, presente no col geno da dentina. Dependendo do material utilizado, a restaura o aparece na cor preta, enquanto o dente emite uma radia o branco-azulada quando exposto a luz UV. como se existisse um buraco no lugar da restaura o. Isso ocorre porque a composi o da resina pode n o conter agentes fluorescentes, em geral compostos de terras-raras, que tamb m t m aplica o em tecnologias diversas como l mpadas fluorescentes, vidros e fibras pticas. Aplica es como essa est o diretamente associadas s propriedades f sico-qu micas dos pol meros, principalmente seus comportamentos mec nico e t rmico. Em rela o a pol meros termofixos ou termopl sticos, assinale a op o correta. A uma resina, cujo mero representado por B uma poliamida, cujo mero representado por C um poli ster, cujo mero representado por D um poli ster, cujo mero representado por E uma borracha, cujo mero representado por A Em n vel molecular, medida em que a temperatura aumenta as for as de liga o secund rias em materiais termofixos diminuem (pelo aumento do movimento molecular), de maneira tal que o movimento relativo de cadeias vizinhas facilitado quando uma for a aplicada sobre o material. B Se um material polim rico termopl stico fundido e submetido a temperaturas suficientemente altas para promover vibra es moleculares que provoquem a quebra das liga es prim rias covalentes, ent o ele sofrer um processo de degrada o irrevers vel. C Durante o tratamento t rmico inicial de materiais polim ricos termopl sticos, s o formadas liga es covalentes cruzadas entre cadeias moleculares vizinhas. Essas liga es ancoram as cadeias de tal forma que elas aumentam a resist ncia do material aos movimentos vibracional e rotacional associados ao aumento da temperatura. D Se um material polim rico termopl stico fundido e submetido a temperaturas suficientemente altas para promover a quebra das liga es prim rias covalentes, ent o ele sofrer um processo de degrada o revers vel. E Durante o tratamento t rmico inicial de materiais polim ricos termopl sticos, s o formadas liga es mistas cruzadas i nico-covalentes entre cadeias moleculares vizinhas. Essas liga es cruzadas ancoram as cadeias de tal forma que elas aumentam a resist ncia do material aos movimentos vibracional e rotacional associados ao aumento da temperatura. 26 ENGENHARIA GRUPO V QUEST O 49 Luma o nome de um rob que serve para inspe o de represas e do meio ambiente marinho e foi constru do para operar, no m ximo, a 50 metros de profundidade. Pesquisadores agora querem adapt -lo para mergulhar no continente Ant rtico at a profundidade de 500 metros. Para isso sua estrutura de alum nio foi trocada para poliacetal. O poliacetal um bom substituto de materiais met licos, como o alum nio usado no rob , por ser ele A um pol mero termofixo, pesado, com alto coeficiente de atrito, capaz de ser utilizado at temperaturas de trabalho pr ximas temperatura ambiente. B um copol mero, leve, com alta capacidade de absor o de gua e com baixa resist ncia ao impacto. C um pol mero termopl stico, leve, resistente gua e com alta resist ncia mec nica. D uma borracha, com alta resist ncia a ambientes altamente corrosivos, alta capacidade de absor o de gua e baixa resist ncia ao impacto. E um comp sito termofixo, pesado, com alto coeficiente de atrito, capaz de ser utilizado at temperaturas de trabalho pr ximas ambiente. QUEST O 50 QUEST O 51 Por dentro da embalagem Empresa desenvolve equipamento de raios X para detectar metais, vidros e pedras em alimentos. Provavelmente, a maioria dos consumidores n o sabe, mas a trajet ria de grande parte dos produtos aliment cios existentes no supermercado passa por uma m quina que detecta metais no local onde s o fabricados. Isso acontece com o produto j pronto e embalado, para se verificar se h pequenos peda os de pe as, parafusos ou outros contaminantes met licos nas mat rias-primas. Assim, um pacote de p o de f rma, de biscoitos, de sopa instant nea, ou ainda uma caixa de sab o em p , por exemplo, s o averiguados quanto presen a de indesej veis ingredientes met licos. Grande parte dessas m quinas, no Brasil, fabricada pela mesma empresa que est prestes a lan ar um equipamento inovador para esse nicho do mercado industrial brasileiro. Ele utiliza raios X para identificar n o apenas metais, mas tamb m pedras, pl sticos e vidros, ou tudo o que saia da densidade t pica, como a de um pedacinho de osso num hamb rguer. Os materiais inconvenientes do tamanho de at 1 mil metro poder o ser visualizados e o produto retirado de circula o antes de sair da f brica. No ltimo m s de setembro foi realizado, em S o Paulo SP, o 3.o Encontro Brasileiro de T cnicos em Pr teses Dent rias. Nesse evento, um dos materiais dent rios de maior destaque foi a zirc nia tetragonal estabilizada com tria, ZrO2(3%Y2O3), um material cer mico que possui alta tenacidade fratura. Segundo os conferencistas, esse material suporta diferentes esfor os mastigat rios pela alta resist ncia propaga o de trincas, resultante do mecanismo de tenacifica o por transforma o de fase. A figura abaixo representa o crescimento de uma trinca e a transforma o de fase que ocorre ao redor dessa trinca, o que causa uma sens vel melhoria nas propriedades mec nicas desse material. crescimento da trinca Revista FAPESP (com adapta es) Certamente, o que a maioria dos produtos aliment cios tem em comum, a sua embalagem polim rica. Dessa maneira, para otimizar a capacidade de detec o do equipamento de raios X que a empresa desenvolveu, A A rela o massa/volume do material polim rico da embalagem deve ser alta e constante, de maneira a n o interferir na detec o dos tipos de materiais esp rios mencionados. B a rela o massa/volume do material polim rico da embalagem deve ser a maior poss vel, de maneira a n o interferir na detec o dos tipos de materiais esp rios mencionados. C A estrutura at mica do material polim rico da embalagem deve ser a mais densa poss vel, de tal maneira que os raios X interajam construtivamente com ela, satisfazendo a lei de Bragg. D a rela o massa/volume do material polim rico da embalagem deve ser a menor poss vel, de maneira a n o interferir na detec o dos tipos de materiais esp rios mencionados. E O material polim rico da embalagem deve ser recristalizado para permitir, pela lei de Bragg, que os raios X interajam destrutivamente com ele e maximizem, portanto, a capacidade de detec o do material esp rio na embalagem. 27 ENGENHARIA GRUPO V part culas de ZrO2 na fase tetragonal est gio inicial de propaga o da trinca campo de tens o na fase tetragonal se transformando para a fase monocl nica est gio final de propaga o da trinca part culas de zirc nia na fase monocl nica Com o aux lio da figura acima, assinale a op o correta. A B C D E A fase tetragonal de ZrO2, ao redor da trinca, transforma-se em ZrO2 monocl nica. Isso gera uma expans o volum trica que produz tens es contr rias ao sentido de propaga o da trinca, dificultando o seu crescimento. A fase tetragonal de ZrO2 sofre retra o volum trica de 3 a 5%, transformando-se em ZrO2 monocl nica. H sens vel diferen a de coeficientes de expans o t rmica entre os gr os de ZrO2 tetragonal e os de ZrO2 monocl nica, gerando campos de tens o que dificultam o crescimento da trinca. A transforma o de fase promove ramifica o progressiva de trincas, reduzindo a energia necess ria para a propaga o da trinca. A transforma o de fase promove aquecimento na ponta da trinca. Essa energia t rmica liberada posteriormente convertida em energia de fratura que, somada aos defeitos de empilhamento, dificultam o crescimento da trinca. QUEST O 52 QUEST O 53 Nos Uma das formas mais utilizadas na conforma o de ltimos anos foram obtidos avan os expressivos no desenvolvimento de processos de um p cer mico a prensagem. Essa t cnica pode ser sinteriza o, em especial quanto redu o de consumo realizada a partir da aplica o de press es uniaxiais ou de energia no processo. Tal redu o de energia pode ser isost ticas. Ao desenvolver cer micas por compacta o, conseguida, por exemplo, reduzindo-se as temperaturas pesquisadores de determinada empresa optaram por finais de sinteriza o pelo uso de materiais densos desenvolvidos submeter amostras ao processo final de prensagem a nanoparticulados. partir Com de base p s em cer micos conceitos de isost tica em meio l quido, pois, nesse caso, os compactos sinteriza o por fase s lida, assinale a op o que a verde apresentariam melhor homogeneidade de densidade apresenta a justificativa correta para essa redu o na temperatura final de sinteriza o. na amostra. A Como a for a motriz para o processo de sinteriza o Com rela o a essa situa o, assinale a op o que a elimina o de poros, p s mais finos, quando apresenta a justificativa correta para a escolha dos compactados, apresentam menor porosidade e, assim, menos tempo necess rio para a completa pesquisadores. densifica o desses materiais B A sinteriza o em materiais nanom tricos ocorre A H um aumento homog neo do atrito entre o fluido e as mais facilmente devido menor rea superficial paredes da pe a cer mica, fazendo com que o material espec fica que part culas dessa ordem de tamanho possuem. Assim, h maior possibilidade de que os sofra compacta o homog nea. mecanismos B A tens o de compacta o na prensagem isost tica sejam ativados, densifica o. C O maior grau de compatibilidade reduz a necessidade de maior taxa de difus o pelo volume C Existe uma compensa o de press o referente ao entre as part culas, as quais est o, necessariamente, material que apresenta distribui o monomodal de tamanho de part culas, o que n o acontece em materiais sinteriza o reduzindo-se as temperaturas necess rias para total apresenta depend ncia com a rela o altura/di metro e com o coeficiente de atrito entre as paredes. de relacionadas ao aumento da temperatura. D A redu o da energia livre superficial total de um sistema de part culas considerada a for a motriz do submetidos apenas a prensagem uniaxial. processo de sinteriza o. Com a maior rea D As nanopart culas presentes no n cleo do compacto superficial presente nos p s nanoparticulados, h ser o transportadas para a sua superf cie, garantindo a maior facilidade para que aconte am os fen menos homogeneidade do material cer mico prensado. difusionais e de evapora o-condensa o. Assim, E N o h atrito entre as paredes da matriz de compacta o e o material, e a press o de compacta o temperaturas menores s o requeridas. E Part culas nanom tricas sofrem mais facilmente o processo de agita o t rmica do que part culas uniforme em toda amostra devido aplica o de microm tricas. press o isost tica. podem ser sinterizadas a temperaturas mais baixas. 28 ENGENHARIA GRUPO V Portanto, essas nanopart culas QUEST O 54 QUEST O 55 Ao adicionar dispersantes em uma suspens o cer mica de Al2O3, pesquisadores conclu ram que concentra es consider veis de s lidos poderiam ser adicionadas ao l quido sem que ocorresse a forma o de A t cnica de caracteriza o cer mica por dilatometria permite, entre outras coisas, avaliar a retra o de compactos cer micos em fun o da temperatura atingida. A figura I a seguir apresenta as curvas de retra o de tr s amostras de um mesmo tipo de material prensadas em diferentes press es de compacta o. -0,002 de estabiliza o est rico. Nesse mecanismo a estabiliza o 0,000 se d pela adsor o superf cie da part cula de um pol mero -0,002 taxa de retra o aglomerados. Os dispersantes usados possu am mecanismo neutro, com cadeia molecular suficientemente longa. Assinale a op o correta acerca do m todo de estabiliza o 0,5 ton -0,004 1,5 ton 3,0 ton -0,006 -0,008 -0,010 utilizado pelos pesquisadores. -0,012 -0,014 AO pH do meio l quido deve ser monitorado 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 temperatura ( C) constantemente, visando altera o transit ria das Figura I cargas superficiais e permitindo, assim, a eficiente polimeriza o do material. B A polimeriza o parcial j suficiente para a completa individualiza o das part culas, pois h uma redu o consider vel na energia superficial espec fica das part culas do sistema. Figura II pol mero recubra totalmente a superf cie da part cula e que a camada adsorvida possua uma espessura maior 1.400 1.200 C Para uma estabiliza o eficiente, necess rio que o Em rela o aos gr ficos acima, em que a figura II a amplia o de parte da figura I, correto afirmar que que a dist ncia m nima na qual as for as atrativas de A van der Waals sejam significativas. D Uma eficiente esterilidade das part culas se d pela B forma o de espessuras polim ricas menores que a espessura de estabilidade das for as atrativas de van der Waals, obtida com a compensa o i nica das C cargas superficiais. E Como o processo de polimeriza o superficial das D part culas n o afeta as for as de liga o, devido neutralidade eletr nica, necess rio que algumas regi es da superf cie das part culas estejam isentas dessa camada polim rica, visando o ajuste de cargas superficiais. 29 ENGENHARIA GRUPO V E as amostras n o atingem densifica o completa em menores press es de compacta o. maiores press es de compacta o deslocam a temperatura de sinteriza o para cima, pois necess rio o aumento de temperatura para que os mecanismos de sinteriza o atuem. o material atinge retra o m xima em temperaturas entre 1.000 C e 1.200 C, independentemente da press o com a qual foi compactado. a densifica o dos compactos n o sofre interfer ncia da press o de compacta o, pois, em temperaturas da ordem de 1.000 C, h acomoda o total das part culas. a agrega o das part culas cresce com o aumento da press o de compacta o, o que facilita a ativa o dos mecanismos de sinteriza o e reduz a temperatura m xima de retra o. QUESTION RIO DE PERCEP O SOBRE A PROVA QUEST O 5 As quest es abaixo visam levantar sua opini o sobre a qualidade e a adequa o da prova que voc acabou de Os enunciados das quest es da prova na parte de Componente Espec fico estavam claros e objetivos? realizar. Assinale as alternativas correspondentes sua opini o, nos A B C D E espa os pr prios do Caderno de Respostas. Agradecemos sua colabora o. QUEST O 1 Qual o grau de dificuldade desta prova na parte de QUEST O 6 Forma o Geral? As informa es/instru es fornecidas para a resolu o das quest es foram suficientes para resolv -las? A Muito f cil. A B C D E B F cil. C M dio. D Dif cil. E Muito dif cil. QUEST O 2 Sim, at excessivas. Sim, em todas elas. Sim, na maioria delas. Sim, somente em algumas. N o, em nenhuma delas. QUEST O 7 Qual o grau de dificuldade desta prova na parte de Voc se deparou com alguma dificuldade ao responder prova. Qual? Componente Espec fico? A Muito f cil. A B C D E B F cil. C M dio. D Dif cil. E Muito dif cil. QUEST O 3 Desconhecimento do conte do. Forma diferente de abordagem do conte do. Espa o insuficiente para responder s quest es. Falta de motiva o para fazer a prova. N o tive qualquer tipo de dificuldade para responder prova. QUEST O 8 Considerando a extens o da prova, em rela o ao tempo Considerando apenas as quest es objetivas da prova, voc percebeu que total, voc considera que a prova foi A muito longa. A n o estudou ainda a maioria desses conte dos. B estudou alguns desses conte dos, mas n o os aprendeu. C estudou a maioria desses conte dos, mas n o os aprendeu. D estudou e aprendeu muitos desses conte dos. E estudou e aprendeu todos esses conte dos. B longa. C adequada. D curta. E muito curta. QUEST O 4 Os enunciados das quest es da prova na parte de QUEST O 9 Forma o Geral estavam claros e objetivos? Qual foi o tempo gasto por voc para concluir a prova? A Sim, todos. A B C D E B Sim, a maioria. C Apenas cerca da metade. D Poucos. E N o, nenhum. 30 ENGENHARIA GRUPO V Sim, todos. Sim, a maioria. Apenas cerca de metade. Poucos. N o, nenhum. Menos de uma hora. Entre uma e duas horas. Entre duas e tr s horas. Entre tr s e quatro horas. Quatro horas e n o consegui terminar. Enade 2008 Engenharia grupo V Quest o Gabarito 1C 2E 3D 4A 5D 6B 7D 8C 9 Discursiva 10 Discursiva 11 B 12 C 13 A 14 E 15 B 16 D 17 C 18 D 19 E 20 A 21 C 22 B 23 A 24 D 25 E 26 E 27 B 28 B 29 A 30 C 31 B 32 A 33 Discursiva 34 Discursiva 35 Discursiva 36 D 37 A 38 E 39 E 40 A 41 B 42 C 43 D 44 C 45 B 46 C 47 D 48 B 49 C 50 D 09/11/2008 51 A 52 E 53 D 54 C 55 E

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