Para o projeto de uma prótese de membro inferior, foi determinado o valor máximo da tensão flexora que poderia ser aplicado na prótese nas condições de uso mais extremo. Foi também estabelecido que o material da prótese deve ser dúctil e que não é desejável que haja deformações plásticas. Na busca de materiais para produzir a prótese segundo o critério de flexão, e também considerando um fator de segurança de 2, é mais adequado que a tensão admissível à flexão utilizada no cálculo seja
- A)o dobro da tensão de escoamento do material.
Errada, porque dobrar a tensão de escoamento aumenta o risco de ultrapassar o limite elástico e provocar deformação plástica.
- B)o dobro da tensão de ruptura do material.
Errada, porque a tensão de ruptura não é o critério adequado para material dúctil quando se quer evitar deformação permanente.
- C)o dobro do módulo de Young.
Errada, porque módulo de Young mede rigidez, não é tensão admissível e nem serve como limite resistente para esse cálculo.
- D)a metade da tensão de escoamento do material.
Certa, porque com fator de segurança 2 a tensão admissível deve ser metade da tensão de escoamento do material.
- E)a metade da tensão de ruptura do material.
Errada, porque a ruptura é um limite muito mais alto e não é o parâmetro correto para impedir plastificação em serviço.
Gabarito: D
Quando você projeta uma peça que vai trabalhar em flexão, a ideia é simples: a tensão gerada no uso não pode levar o material para a região plástica. Como a prótese deve ser dúctil, o limite importante não é a ruptura, mas sim o escoamento, isto é, o ponto em que começa a deformação permanente. Em peças estruturais, o critério clássico é comparar a tensão de serviço com a tensão de escoamento dividida pelo fator de segurança. Aqui o enunciado já entrega o ingrediente principal: fator de segurança 2. Isso significa que a tensão admissível deve ser a metade da tensão de escoamento do material. Se você usar a tensão admissível acima disso, começa a brincar com deformação plástica, e para prótese isso não é desejável porque a peça pode entortar, perder alinhamento e comprometer o desempenho. Repare no detalhe importante: em material dúctil, o escoamento manda mais do que a ruptura. A ruptura é o fim da história, mas a engenharia geralmente quer evitar problemas bem antes disso. Então, para esse tipo de projeto, a conta correta é tensão admissível = tensão de escoamento / 2. Por isso o gabarito é a alternativa D. Em linguagem de prova, é o raciocínio padrão de resistência dos materiais: tensão admissível é a tensão limite do material dividida pelo fator de segurança, e para material dúctil sem deformação plástica o limite é o escoamento.