UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ Pró-Reitoria de Graduação e Educação Profissional Coordenação de Políticas de Acesso e Permanência Unidade de Ocupação de Vagas Remanescentes PROCESSO DE OCUPAÇÃO DE VAGAS REMANESCENTES NÚCLEO DE CONCURSOS Edital n° 04/2011 – UOVR / COPAP / NC / PROGRAD / UFPR Prova Objetiva – 18/12/2011 113 – Engenharia Mecânica INSTRUÇÕES 1. Confira, abaixo, o seu número de inscrição, turma e nome. Assine no local indicado. 2. Aguarde autorização para abrir o caderno de prova. Antes de iniciar a resolução das questões, confira a numeração de todas as páginas. 3. Esta prova é constituída de 20 questões objetivas. 4. Nesta prova, as questões objetivas são de múltipla escolha, com 5 alternativas cada uma, sempre na sequência a, b, c, d, e, das quais somente uma deve ser assinalada. 5. A interpretação das questões é parte do processo de avaliação, não sendo permitidas perguntas aos aplicadores de prova. 6. Ao receber o cartão-resposta, examine-o e verifique se o nome impresso nele corresponde ao seu. Caso haja qualquer irregularidade, comunique-a imediatamente ao aplicador de prova. 7. O cartão-resposta deverá ser preenchido com caneta esferográfica preta, tendo-se o cuidado de não ultrapassar o limite do espaço para cada marcação. 8. Não serão permitidas consultas, empréstimos e comunicação entre os candidatos, tampouco o uso de livros, apontamentos e equipamentos eletrônicos ou não, inclusive relógio. O não cumprimento dessas exigências implicará a eliminação do candidato. 9. Os aparelhos celulares deverão ser desligados e colocados OBRIGATORIAMENTE no saco plástico. Caso essa exigência seja descumprida, o candidato será excluído do concurso. Conhecimento Específico 10. O tempo de resolução das questões, incluindo o tempo para preenchimento do cartão-resposta, é de 4 horas. 11. Ao concluir a prova, permaneça em seu lugar e comunique ao aplicador de prova. Aguarde autorização para entregar o caderno de prova, o cartão-resposta e a ficha de identificação. 12. Se desejar, anote as respostas no quadro abaixo, recorte na linha indicada e leve-o consigo. DURAÇÃO DESTA PROVA: 4 horas INSCRIÇÃO TURMA NOME DO CANDIDATO ASSINATURA DO CANDIDATO .................................................................................................................................................................................................................................. 01 02 03 04 05 - 06 07 08 09 10 - RESPOSTAS 11 12 13 14 15 - 16 17 18 19 20 - 2 3 01 - Uma equipe de pesquisadores pretende lançar uma sonda para coletar dados atmosféricos. A sonda em forma esférica possui massa de 800 g e será lançada por um canhão eletromagnético instalado numa praia (no nível do mar). O lançamento da sonda será vertical e deverá atingir uma altura de 1,5 km. Com base nas informações acima e desconsiderando o atrito e velocidade do vento, assinale a alternativa que representa três das variáveis que influenciarão no cálculo da velocidade inicial do lançamento vertical. a) ►b) c) d) e) Massa, altura e aceleração da gravidade. Altura, aceleração da gravidade e velocidade final. Peso, aceleração da gravidade e velocidade final. Altura, peso e velocidade final. Velocidade final, massa e força gravitacional. 02 - Considerando que um veículo está se deslocando a 80 km/h em linha reta numa rodovia plana e horizontal com o dobro da velocidade permitida para o local, que é de 40 km/h, a respeito da energia a ser dissipada na frenagem para parar o veículo totalmente, é correto afirmar: ►a) b) c) d) e) Será quatro vezes maior que na velocidade permitida de 40 km/h. Será a mesma, pois a energia não depende da velocidade. Será duas vezes maior que na velocidade permitida de 40 km/h. Será a metade da necessária na velocidade permitida de 40 km/h. Será dez vezes maior que na velocidade permitida de 40 km/h. x =−1 + 3t 03 - Uma equação para o plano que contém a reta r : y= 5 + 2t e que é perpendicular ao plano π : 2 x − 4 y + 2 z = 9 é: z= 2 − t 3x + y − z = 0 b) 3 x + y − z = 12 ►c) y + 2 z = 9 d) y + 2z = 0 e) −x + y + 2z = 10 a) 04 - Um arco metálico fino, mais denso na base do que no topo, encontra-se ao longo da semicircunferência C : y 2 + z 2 = 1, z ≥ 0 por no plano yz. Encontre o centro de massa do arco, se sua densidade no ponto (x, y, z) é dada δ ( x, y, z )= 2 − z . Dados: M = ∫C δ ds , M yz = ∫C xδ ds e x= M yz M , onde M , M yz e x representam, respectivamente, a massa, primeiro momento em relação ao plano coordenado yz e coordenada x do centro de massa. a) x= y= 0 x= x= c) ►d) x= x= e) b) y= y= y= y= z = 0,50 . z ≈ 4, 28 . e 0 e 0 e z ≈ 2, 43 . 0 e z ≈ 0,57 . z= 0,00 . 05 - Analisando a função f(x,y) = 3x² + y² + 6xy + 8y , definida no domínio D = {(x,y) ϵ R2 / - 4 ≤ x ≤ 4 e - 4 ≤ y ≤ 4 }, considere as seguintes afirmativas: 1. 2. 3. 4. Essa função possui dois pontos críticos. O ponto crítico (-2,2) é um ponto de sela da função. O plano tangente ao ponto (1,1) é 12x + 16y - z = 10. O vetor unitário (3/5, 4/5) aponta na direção e sentido da maior taxa de crescimento da função no ponto (1,1). Assinale a alternativa correta. ►a) b) c) d) e) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras. Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. Somente a afirmativa 2 é verdadeira. Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras. 4 06 - Uma amostra de 5 peças foi retirada, e medidos os comprimentos (em mm), obtendo-se os seguintes valores: 91, 89, 90, 96, 94. A média aritmética e a variância dos comprimentos são, respectivamente: a) b) c) ►d) e) 92 e 5,76. 93 e 8,50. 92 e 9,00. 92 e 8,50. 94 e 7,80. 07 - Com relação à pilha de Daniell, é INCORRETO afirmar: a) ►b) c) d) e) A lâmina de Zn vai sofrer corrosão, diminuindo sua massa. A ponte salina é responsável pela passagem de corrente elétrica entre as soluções. 0 2+ 2+ 0 A representação dessa pilha é: Zn /Zn //Cu /Cu . 2+ Haverá uma diminuição da concentração dos íons Cu devido ao processo de deposição na lâmina de Cu. A lâmina de Cu deve estar parcialmente imersa em uma solução de CuSO4. 08 - Um gás ideal, em um conjunto pistão-cilindro, percorre um ciclo termodinâmico composto por três processos com as seguintes características: Processo 1-2: volume constante. Processo 2-3: expansão isotérmica. Processo 3-1: pressão constante. Em relação ao ciclo, assinale (V) para as afirmativas verdadeiras ou (F) para as falsas. ( ( ( ( ( ) ) ) ) ) O trabalho no processo 1-2 é nulo. A variação da energia interna no gás no processo 2-3 é positiva. O trabalho realizado pelo gás durante o processo 2-3 é igual ao calor trocado durante o processo. A variação líquida da energia interna para o ciclo é negativa. O calor líquido trocado durante o ciclo é igual ao trabalho líquido produzido pelo ciclo. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) b) c) d) ►e) V – F – F – F – F. F – F – V – F – V. F – V – V – V – F. V – V – F – V – V. V – F – V – F – V. 09 - Considere o experimento ilustrado na figura ao lado. Um tanque 3 metálico rígido possui 1 m de volume interno e está pressurizado com ar, inicialmente sob a pressão manométrica de 1 MPa. O ar é usado para inflar um balão de borracha inicialmente na pressão ambiente de 100 kPa. Para inflar o balão, a válvula é aberta e assim mantida até o final do enchimento, quando então o balão tem 3 vezes o seu diâmetro inicial. De acordo com o fabricante do balão, a pressão no interior do mesmo é proporcional ao seu diâmetro. A temperatura do ar no reservatório na condição inicial (antes do enchimento do balão) é 25 °C e final (após o enchimento do balão) é 20 °C. O enchimento ocorre em um tempo curto, de tal forma que se pode considerar o tanque e o balão como adiabáticos. Admitindo-se o ar como gás perfeito com uma constante termodinâmica R = 0,287 kJ.kg.-¹.K-¹, assinale (V) para as afirmativas verdadeiras ou (F) para as falsas, com relação ao processo de enchimento do balão. ( ( ( ( ( ) ) ) ) ) É um processo de expansão isoentrópica do ar. A massa de ar transferida para o balão é de 9,3 kg. A massa de ar transferida para o balão é de 8,1 kg. O sistema tanque-balão realiza trabalho. Não há realização de trabalho. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) V – F – V – F – V. b) F – F – V – V – F. ► c) F – V – F – V – F. d) V – V – F – F – V. e) F – F – V – F – V. 5 10 - Um jato de água com velocidade Vj atinge com sentido normal uma placa plana que se move para a direita com velocidade Vc como mostrado na figura ao lado. Calcule a força exercida pelo fluido sobre a placa, sabendo que a mesma move-se em 3 velocidade constante, a densidade do jato é 1000 kg/m , a área 2 do jato é 3 cm , e Vj e Vc são 20 e 15 m/s, respectivamente. Despreze o peso do jato e da placa e assuma regime permanente com respeito ao movimento da placa e com o jato, dividindo-se igualmente para cima e para baixo. a) 0,75 N. b) -0,75 N. ►c) 7,5 N. d) -7,5 N. e) 75 N. 11 - Na análise dinâmica de sistemas mecânicos modelados como corpos rígidos, assinale (V) para as afirmativas verdadeiras ou (F) para as falsas. ( ) Os movimentos planos de corpos rígidos são classificados em dois movimento plano geral. ( ) O princípio do trabalho e energia é utilizado para resolver problemas e deslocamento. ( ) O peso de um corpo rígido, a força de uma mola linear elástica e movimento relativo são exemplos de forças conservativas. ( ) Os princípios do impulso e da quantidade de movimento / momento estabelecimento prévio de um sistema de coordenadas inercial. tipos: translação (retilínea ou curvilínea) e dinâmicos que envolvem força, velocidade a força de atrito entre corpos rígidos em angular requerem, para a sua aplicação, o Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) V – V – F – F. b) V – F – V – F. c) F – F – F – V. d) V – F – F – V. ► e) F – V – F – V. 12 - A respeito dos mecanismos planos, considere as seguintes afirmativas: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Pelo Critério de Grashof, um mecanismo de quatro barras pode ser somente do tipo dupla manivela. Um mecanismo de came é composto principalmente pela came e pelo seguidor. São condições para que duas rodas dentadas possam engrenar: ter o mesmo módulo e ter o mesmo ângulo de pressão. O número de graus de liberdade de um mecanismo indica a quantidade de elos que ele possui. Um mecanismo de quatro elos e quatro pares cinemáticos rotativos possui dois graus de liberdade. A síntese de um mecanismo está relacionada com o seu dimensionamento, a partir de uma necessidade. Em um trem de engrenagens simples, com cinco engrenagens, o número de dentes das engrenagens intermediárias influencia na relação de transmissão do conjunto. Assinale a alternativa correta. a) b) c) d) ►e) Somente as afirmativas 1, 2 e 5 são verdadeiras. Somente as afirmativas 6 e 7 são verdadeiras. Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras. Somente as afirmativas 2, 3 e 6 são verdadeiras. 13 - Os materiais cristalinos apresentam imperfeições na sua estrutura, que interferem nas suas propriedades mecânicas. Contornos de grão e as discordâncias são imperfeições cristalinas possíveis de encontrar nos metais. A respeito da influência dos contornos de grãos e das discordâncias no comportamento mecânico dos materiais, considere as seguintes afirmativas: 1. 2. 3. 4. Um material com tamanho de grão refinado apresenta maior resistência à deformação que um material com tamanho de grão grande. O contorno de grão age como uma barreira ao movimento da discordância, pois a desordem atômica dentro de uma região de contorno de grão resulta numa descontinuidade de planos de escorregamento a partir de um grão para o outro. Um contorno de grão de baixo ângulo apresenta maior resistência ao movimento das discordâncias que um contorno de alto ângulo. A facilidade de deslocamento das discordâncias aumenta com a temperatura. Assinale a alternativa correta. a) ► c) d) e) Apenas as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras. b) Apenas as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras. Apenas as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. Apenas as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. Apenas as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. 6 14 - A figura mostra um guindaste composto por uma lança, um cabo e um gancho, no qual é fixa a carga a ser transportada, preso a um carro que se move ao longo da lança. Suponha que as forças axiais atuantes nas extremidades da lança, se houver, estejam alinhadas com a linha de centróides dela, e que a lança não sofra torção quando o guindaste é carregado. Tanto a lança como o cabo e o gancho têm peso desprezível. Para efeito de cálculos, considere que o módulo de elasticidade da lança e do cabo seja igual a E, e a área e o momento de inércia de área em relação ao eixo de flexão da seção transversal da lança sejam A e I, respectivamente. Considere as seguintes afirmativas sobre o guindaste relativas à mecânica dos sólidos. 1. 2. 3. 4. 5. O encurtamento longitudinal da lança quando a carga F está FL . posicionada no meio do vão é 2 EA Quando o guindaste está carregado, tem-se o estado uniaxial de tensão nas faces superior e inferior da lança. A tensão de compressão máxima na seção transversal da lança FL , onde W é quando a carga está posicionada no meio do vão é 4W módulo de resistência da lança. No dimensionamento da lança deve-se ter em conta a flambagem da mesma. Ao se dobrar o diâmetro do cabo, este poderia suportar até duas vezes mais carga, aproximadamente. Assinale a alternativa correta. a) b) c) ►d) e) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. Somente as afirmativas 3, 4 e 5 são verdadeiras. Somente as afirmativas 1 e 5 são verdadeiras. Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras. Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras. 15 - Aços e ferros fundidos formam um dos conjuntos mais importantes de ligas metálicas para engenharia. O diagrama de equilíbrio Fe-Fe3C apresentado ao lado resume as diversas fases que aparecem em função da temperatura e composição, para as condições de equilíbrio termodinâmico. Com relação ao diagrama de equilíbrio Fe-Fe3C mostrado ao lado, assinale (V) para as afirmativas verdadeiras ou (F) para as falsas. ( ) Um aço contendo 0,55%C é chamado de hipoutetóide. ( ) Uma liga binária Fe-C com 4,7%C sofrendo um esfriamento lento ao atingir a temperatura de 1.147 °C, se solidificará totalmente. Nessas condições imediatamente após solidificação, tal liga será composta por ferrita e perlita. ( ) A solubilidade do carbono na austenita é máxima a 1147 °C e corresponde a 2,14% de carbono. ( ) Os ferros fundidos denominados hipoeutetóides são ligas de Fe-C que possuem teor de carbono entre, aproximadamente, 2,14 e 4,3%. Assinale alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) b) c) ►d) e) V – F – V – F. V – V – F – V. F – V – V – F. V – F – V – V. F – F – V – V. 7 16 - Assinale a alternativa que representa dois dos mecanismos de aumento de resistência mecânica que podem ser utilizados a elevadas temperaturas. a) b) ►c) d) e) Precipitação de segunda fase e refino de grão. Encruamento e solução sólida. Precipitação de segunda fase e solução sólida. Encruamento e precipitação de segunda fase. Solução sólida e refino de grão. 17 - O ensaio Jominy foi desenvolvido de modo a obter, de forma simples e rápida, informações sobre: a) b) c) ►d) e) A composição química do aço. O tamanho de grão dos materiais metálicos. A probabilidade de ocorrência de trincas no alumínio. A temperabilidade de determinado aço. A resistência à fadiga. 18 - O tratamento térmico de têmpera superficial por Indução é um tratamento térmico que promove o endurecimento pela transformação martensítica em apenas uma camada superficial. O aumento da vida em fadiga obtido em componentes de aço a partir desse tratamento deve-se: a) b) ►c) d) e) Às tensões residuais trativas geradas na superfície do componente. À austenita retida presente na microestrutura da camada endurecida. Às tensões residuais compressivas geradas na superfície do componente. À ausência de tensões residuais. À formação de microestrutura ferrítica na superfície. 19 - Segundo a NBR 6158, norma de sistemas de tolerâncias e ajustes, o ajuste entre um eixo e um furo pode ser folgado, interferente ou incerto. Considere o ajuste 25H7s6, onde os afastamentos são iguais a EI=0, ES=21µm, ei=35µm e es=48µm. Assinale a alternativa que representa esse ajuste. a) ►b) c) d) e) Folgado, com folga mínima igual a 14µm e folga máxima igual a 48µm. Interferente, com interferência mínima igual a 14µm e interferência máxima igual a 48µm. Incerto, com interferência máxima igual a 14µm e folga máxima igual a 48µm. Folgado, com folga mínima igual a 0e folga máxima igual a 48µm. Interferente, com interferência mínima igual a 0 e interferência máxima igual a 14µm. 20 - O laboratório de Metrologia Dimensional recebeu a doação de um termômetro digital cuja faixa de medição situa-se o entre 0 a 25 C. A partir dos pontos coletados durante um ensaio de calibração foi realizado um carregamento crescente e outro decrescente durante a realização da calibração desse instrumento, lidos em miliVolts. Os pontos coletados estão disponíveis na tabela abaixo: o X= C 1,000 3,000 5,000 7,000 9.000 12,000 15,000 18,000 21,00 24,00 Y↑ mV 60,0 98,5 104,9 110,0 120,9 150,0 170,0 200,0 204,6 250,0 Y↓mV 57,0 95,0 105,0 110,0 120,0 130,0 165,00 220,0 230,0 240,0 Assinale a alternativa que representa o Erro de Histerese ∆H máximo e o erro de histerese máximo relativo ∆H máximo relativo, respectivamente. a) b) c) ►d) e) ∆ Hmáx = ∆ Hmáx = ∆ Hmáx = ∆ Hmáx = ∆ Hmáx = -20,0 mV; 30,0 mV; -25,4 mV; -25,4 mV; 20,0 mV; ∆ Hmáx relat =15,0 %. ∆ Hmáx relat =13,2 %. ∆ Hmáx relat =18,0 %. ∆ Hmáx relat =13,2 %. ∆ Hmáx relat =13,2 %.