Enunciado
Ciência dos Materiais - Callister - Ciência e Engenharia de Materiais. Uma Introdução- Ed: 8º - Capítulo 6.Perguntas e Problemas - Ex. 24
Uma barra cilíndrica com 380 mm (15,0 in) de comprimento e diâmetro de 10,0 mm (0,40 in) deve ser submetida a uma carga de tração. Se a barra não deve sofrer deformação plástica ou um alongamento de mais de 0,9 mm (0,035 in) quando a carga aplicada for de 24.500 N (5.500 lbf), quais dos quatro metais ou ligas listadas na tabela a segui são possíveis candidatos? Justifique sua(s) escolha(s).
Passo 1
Pra resolver essa questão, a gente vai precisar usar a relação que descreve o gráfico da deformação elástica:
Onde E é o módulo de elasticidade e é a deformação. Usando a tensão relativa a carga dada e a deformação máxima, chegaremos no módulo de elasticidade máximo permitido pelo material. Mas antes precisaremos calcular a tensão relativa à carga dada no enunciado:
E também a deformação referente ao alongamento máximo exigido pela questão:
Passo 2
Primeiro, vamos calcular então a deformação máxima:
Passo 3
Agora vamos calcular a tensão relativa à carga dada:
Já podemos descartar o cobre e a liga de alumínio, que com essa tensão já vão estar fazendo deformação plástica.
Passo 4
Vamos então calcular o módulo de elasticidade máximo:
Dentre os dois, apenas o aço atende todas as especificações!
Resposta
Das opções da tabela, apenas o aço atende as especificações.