Desenhe um diagrama Tensão x Deformação para um material metálico e indique os principais pontos e características do gráfico (por ex.: limite de escoamento à 0,002 de deformação; limite de resistência a tração, limite de ruptura, região de resiliência e de tenacidade).
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente desenhar um diagrama de Tensão x Deformação para um material metálico e destacar os principais pontos e características desse gráfico. Isso envolve entender conceitos como limite de escoamento, limite de resistência à tração, ruptura, resiliência e tenacidade. Para resolver, vamos precisar entender o que cada um desses termos significa e como eles aparecem no gráfico.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o que é um diagrama de Tensão x Deformação. Basicamente, ele mostra como um material reage quando é submetido a uma força. A tensão (σ) é a força aplicada dividida pela área, e a deformação (ε) é a mudança no comprimento dividida pelo comprimento original. Essas duas grandezas estão relacionadas e nos mostram o comportamento do material sob tensão.
Passo 3
No gráfico, a tensão é colocada no eixo Y (vertical) e a deformação no eixo X (horizontal). No início, quando a força aplicada é pequena, o material se deforma de forma proporcional à tensão aplicada, seguindo a chamada “região elástica”. Nessa parte, a relação é linear e obedecemos à Lei de Hooke, que diz que σ = E * ε, onde E é o módulo de elasticidade.
Passo 4
O próximo ponto importante é o limite de escoamento. É o ponto no qual o material deixa de se comportar de forma completamente elástica e começa a sofrer deformação plástica permanente. No caso dos materiais metálicos, geralmente esse limite acontece em uma deformação de aproximadamente 0,2%, mas na questão foi citado 0,002 (ou 0,2%). Após esse ponto, mesmo se retirarmos a carga, o material não retorna completamente à sua forma original.
Passo 5
Continuando, após o limite de escoamento, o gráfico continua subindo até atingir o limite de resistência à tração. Esse é o ponto máximo de tensão que o material pode suportar antes de começar a enfraquecer. É o pico do gráfico, onde a tensão é máxima.
Passo 6
Depois de atingir o limite de resistência à tração, o material começa a se deformar mais enquanto a tensão diminui até chegar ao ponto de ruptura ou fratura. Esse é o ponto final do gráfico, onde o material quebra.
Passo 7
Além desses pontos principais, também temos duas regiões importantes:
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Região de Resiliência: É a área sob a curva na região elástica. Representa a capacidade do material de absorver energia e recuperar sua forma original após a deformação.
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Região de Tenacidade: É a área total sob a curva até o ponto de fratura. Indica a capacidade do material de absorver energia antes de falhar, combinando resistência e ductilidade.
Resposta
Então, o diagrama Tensão x Deformação para um material metálico começa com uma região elástica linear, atinge o limite de escoamento em torno de 0,002 de deformação, segue até o limite de resistência à tração no ponto de máxima tensão, e termina na ruptura. Além disso, destacam-se a região de resiliência (a área sob a curva elástica) e a região de tenacidade (a área total até a fratura), que mostram a capacidade do material de absorver energia.