Questões de Engenharia Mecânica CESPE/CEBRASPE: comentadas e grátis

Resposta correta: E

Na chaveta, a falha por esmagamento é verificada pela tensão de contato na lateral da peça. O detalhe que costuma derrubar muita gente é este: na conta de esmagamento, a área resistente não é a área total da chaveta, e sim metade da altura vezes o comprimento, porque o contato efetivo ocorre só em parte da seção. Fazendo a conta com os dados do enunciado: a área de apoio é (10/2) mm x 50 mm = 250 mm². Com força média de 30.000 N, a tensão de compressão fica em 30.000 / 250 = 120 MPa. Agora vem o fator de segurança: FS = resistência ao escoamento / tensão atuante = 300 / 120 = 2,5. Ou seja, ele não é menor que 2. É maior, então a afirmação do item está errada. Resumo de prova: em chaveta, para esmagamento, pense em área de contato com altura efetiva reduzida pela metade. A banca adora trocar essa área para ver se você calcula rápido ou cai na armadilha.

Resposta correta: C

Quando duas polias são ligadas por correia sem escorregamento, o ponto de contato da correia com cada polia tem a mesma velocidade tangencial. Em outras palavras, a correia "anda" com a mesma velocidade linear nas duas polias, então vale a relação v = ωr para cada uma delas. Se as velocidades tangenciais são iguais e a polia P1 tem diâmetro maior que P2, então o raio de P1 também é maior. Para manter a mesma velocidade linear na periferia, a polia maior precisa girar mais devagar, isto é, sua velocidade angular é menor. É exatamente o que o item afirma: velocidades tangenciais iguais e velocidade angular de P1 menor que a de P2. A ideia é simples e cai muito em prova: polia maior gira mais lento, polia menor gira mais rápido, quando a correia não desliza. Esse raciocínio é puro cinemática dos mecanismos, sem mistério e sem fórmula mágica além de v = ωr. Em concursos, a banca gosta de inverter o relacionamento para ver se você confunde velocidade linear com velocidade angular.

Resposta correta: E

No escoamento turbulento, o fluido não anda em “fila reta” nem em trajetórias paralelas bonitinhas. O que ocorre é um movimento irregular, com redemoinhos, mistura intensa e flutuações de velocidade e direção o tempo todo. Em outras palavras: as partículas se movimentam de forma desordenada, como se o escoamento estivesse sempre “agitadinho”. A frase da questão descreve justamente o oposto, porque fala em partículas que tendem a percorrer trajetórias paralelas em diferentes velocidades. Isso lembra mais um escoamento laminar, no qual as camadas deslizam com pouca mistura entre si e o movimento é mais organizado. Então o erro está em trocar a natureza do escoamento turbulento por uma característica de escoamento laminar. Em mecânica dos fluidos, a distinção clássica é essa: laminar = ordem e camadas mais paralelas; turbulento = desordem, vórtices e flutuação. Esse é o conceito doutrinário básico cobrado com frequência em provas. Resumo de prova: se aparecer “trajetórias paralelas”, desconfie. Em turbulência, a marca registrada é a irregularidade, não o paralelismo.

Resposta correta: E

Ductilidade é a capacidade que um material tem de sofrer deformação plástica significativa antes de romper, geralmente após ultrapassar o limite de elasticidade. Em linguagem simples: o material “avisa” que está cedendo e ainda consegue se alongar ou se deformar sem quebrar de imediato. É o caso clássico de metais como aço e cobre, que podem ser estirados bastante antes da fratura. Já a deformação elástica é outra história: ela acontece enquanto a tensão não passa do limite elástico e, ao retirar a carga, o material volta à forma original. Portanto, dizer que ductilidade é a deformação elástica total até o limite de elasticidade mistura dois conceitos diferentes. Elasticidade não é ductilidade. O erro da questão está exatamente nessa troca de definições. Ductilidade está ligada à deformação permanente, isto é, plástica, e não à recuperação elástica. Em mecânica dos materiais, essa distinção é básica e costuma aparecer em provas com palavras parecidas para confundir você. Assim, o item está errado porque atribui à ductilidade a característica da elasticidade. O conceito correto, usado na ciência dos materiais e na resistência dos materiais, é que ductilidade mede o quanto o material suporta deformação plástica antes da ruptura.

Resposta correta: E

Em vibrações mecânicas, vale separar duas ideias que a questão embaralhou de propósito: excitação e amortecimento. A força de excitação é aquilo que provoca ou mantém a vibração no sistema. Já o amortecimento é o mecanismo que retira energia do movimento, geralmente por atrito, viscosidade ou outras perdas internas, fazendo a amplitude diminuir com o tempo. Nas vibrações amortecidas, portanto, não é correto dizer que "as forças de excitação são amortecidas". O que acontece é que a energia vibratória vai sendo dissipada ao longo do tempo, e isso reduz a resposta do sistema. Em termos clássicos de dinâmica, o amortecimento atua sobre a energia e sobre a amplitude da oscilação, não sobre a força de excitação em si. Já nas vibrações não amortecidas, a ideia é justamente a ausência de perda de energia. Se não há dissipação, a amplitude não decai, pelo menos no modelo ideal. Então a frase da questão inverte os conceitos: atribui dissipação às vibrações não amortecidas e trata o amortecimento como se fosse uma característica da própria força de excitação. Por isso o item está errado. Em Mecânica, especialmente na modelagem de sistemas vibratórios, amortecimento significa perda de energia no tempo; sem amortecimento, o sistema ideal não dissipa energia. É o tipo de troca conceitual que a banca gosta: parece técnico, mas basta conferir quem perde energia e quem provoca a vibração.

Resposta correta: A

Quando voce olha para a curva tensão-deformação de um material, ela conta a “história” do material sob carga. Em materiais ductéis, como o aço doce, costuma aparecer uma sequência bem típica: primeiro o comportamento elástico, em que ele deforma e volta; depois o escoamento, quando começa a deformar plasticamente com pouca variação de tensão; em seguida o endurecimento por deformação, quando ele fica mais resistente ao continuar deformando; e, por fim, a estricção, que é a redução localizada da área até a ruptura. A alternativa correta é a A porque ela descreve justamente esses quatro estágios característicos do material dúctil carregado em tração. Isso é o que você encontra na mecânica dos materiais e na resistência dos materiais ao analisar o diagrama tensão-deformação de engenharia. Em provas, a banca adora essa sequência clássica, quase como receita de bolo de laboratório. Vale lembrar: comportamento linear-elástico não significa tensão inversamente proporcional à deformação. Na lei de Hooke, dentro do regime elástico linear, a tensão é diretamente proporcional à deformação, com constante de proporcionalidade igual ao módulo de elasticidade. Já ductilidade não é a área sob a curva; isso se aproxima mais da tenacidade, que é a energia absorvida até a ruptura. Em materiais frágeis, a deformação plástica é pequena e a ruptura tende a ocorrer com pouca ou nenhuma fase de escoamento visível. Por isso, o ferro fundido costuma falhar de forma súbita, mas não porque tenha “alto escoamento”.

Resposta correta: C

Manutenção mecânica não é só “consertar quando quebra”. Ela existe para manter os equipamentos disponíveis, confiáveis e seguros, evitando paradas indesejadas e perdas na produção. Em empresas industriais, a manutenção entra diretamente na conta da rentabilidade, porque máquina parada custa caro: perde-se produção, aumenta-se retrabalho e até pode haver risco de acidentes. Ao mesmo tempo, manutenção também gera custo. Há gasto com mão de obra, peças, lubrificantes, instrumentos, planejamento e até com paradas programadas. Por isso, a gestão da manutenção busca exatamente o equilíbrio entre gastar menos e manter o ativo trabalhando bem. Se você economiza demais, a máquina quebra mais; se gasta demais sem critério, o custo sobe sem retorno proporcional. É aí que entra a visão estratégica e a terotecnologia, que trata o equipamento ao longo de todo o seu ciclo de vida, do projeto à operação e manutenção, buscando melhor desempenho global com menor custo total. Em outras palavras: não interessa só fazer a máquina funcionar hoje, mas fazer isso de modo economicamente inteligente durante toda a vida útil. Por isso o item está correto. A ideia central está alinhada com a boa doutrina de manutenção industrial: o departamento deve equilibrar custo de manutenção e disponibilidade/desempenho dos equipamentos, para maximizar a contribuição da manutenção para o resultado da empresa.

Resposta correta: E

A ideia central aqui é comparar pneumática com hidráulica pelo que cada sistema faz melhor. Em geral, a pneumática usa ar comprimido, que é um fluido mais compressível. Isso deixa o movimento mais “elástico”, o que é ótimo para operações rápidas, limpas e simples, mas ruim quando você quer controle fino de posição e força. Já a hidráulica trabalha com óleo ou outro fluido praticamente incompressível. Isso dá ao sistema muito mais rigidez, melhor controle de carga e maior precisão de movimento. Por isso, em máquinas e equipamentos em que o posicionamento precisa ser exato, a hidráulica costuma levar vantagem sem muito esforço. Então, quando o enunciado diz que atuadores pneumáticos são mais adequados que os hidráulicos para maior precisão de movimento e de posicionamento, ele inverte a lógica básica dos sistemas fluidomecânicos. Na prática, a pneumática é preferida quando a prioridade é velocidade, simplicidade e baixo custo, não precisão máxima. Por isso o gabarito é E. Em termos doutrinários de mecânica dos fluidos aplicada e automação industrial, a regra clássica é: pneumatica é mais rápida e simples; hidráulica é mais precisa e potente. Não há pegadinha legal aqui, é conceito técnico puro.

Resposta correta: E

A manutenção corretiva é aquela feita depois que a falha já aconteceu, ou seja, a máquina quebrou ou perdeu sua função e aí você age para restaurar o equipamento. Ela tem seu lugar na gestão da manutenção, mas não costuma ser a principal estratégia em um ambiente produtivo que busca disponibilidade, confiabilidade e menor custo total. Se você depender só dela, vai viver no modo "apaga-incêndio": mais paradas, mais atraso e, muitas vezes, gasto maior com conserto e perda de produção. Já a manutenção preventiva é programada antes da falha, com inspeções, trocas e intervenções em intervalos definidos. A ideia é reduzir a chance de quebra e evitar que a máquina pare de surpresa. Em muitas instalações, especialmente onde a continuidade da produção é importante, a preventiva ganha destaque justamente porque ajuda a controlar riscos e melhorar a vida útil dos ativos. Por isso, a frase da questão erra ao dizer que a manutenção corretiva deve ser a principal estratégia em qualquer ambiente produtivo. Isso generaliza demais e ignora que a escolha da estratégia depende do tipo de equipamento, criticidade, custo de parada e histórico de falhas. Em termos doutrinários, a manutenção moderna busca combinar estratégias, não apostar tudo em uma só. Resumo de prova: corretiva reage à falha; preventiva tenta impedir a falha. Em contexto produtivo, colocar a corretiva como regra principal costuma ser sinal de gestão ruim de manutenção, e é exatamente isso que torna o item errado.

Resposta correta: C

Em sistemas mecânicos, as forças de excitação são aquelas que “chacoalham” o sistema, isto é, impõem uma entrada periódica ou variável no tempo. Se essa frequência de excitação fica igual ou muito próxima da frequência natural do sistema, a energia vai sendo acumulada e a resposta pode crescer bastante. Esse é o fenômeno da ressonância, famoso por transformar uma vibração pequena em uma vibração bem incômoda. A ideia central da questão é exatamente essa: a coincidência entre a frequência de excitação e a frequência natural pode provocar ressonância. Em termos práticos, isso pode aumentar amplitudes, gerar ruído, desgaste e até falha estrutural em máquinas e componentes. Por isso, em projeto mecânico, costuma-se evitar que a operação fique perto dessas frequências críticas. Então, o item está correto. A afirmação descreve o comportamento dinâmico clássico de sistemas vibratórios: excitação periódica na mesma frequência natural tende a produzir resposta máxima, especialmente se o amortecimento for baixo. Em livros de Vibrações Mecânicas, esse é um resultado básico e bem consolidado.