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ATENÇÃO! Este M.A.P.A. é INDIVIDUAL! Porém, você poderá discutir com seus colegas, sobre as soluções encontradas e qual seria a mais adequada do ponto de vista da engenharia, ou seja, custo-benefício. Você reparou que as palavras custo e benefício, estão acopladas? Assim ambas devem ser tratadas, sempre juntas para chegar na melhor solução.

M.A.P.A. – PRINCÍPIOS DE COMUNICAÇÃO Seja bem-vindo(a)! Este M.A.P.A. estará dividido em três fases. Cada uma das fases você será estimulado a responder as perguntas feitas baseando-se nos conteúdos abordados nas aulas e interpretação das situações problemas apresentados.

7) Existem grandes vantagens de se transmitir um sinal digital e, hoje, grande parte das transmissões é de informações digitais. Assim, pode ser necessário modular um sinal digital em uma portadora analógica. Descreva, de maneira simplificada, a modulação ASK:

6) Com a evolução das telecomunicações, foi sentida a necessidade de transmitir mais de uma informação em um mesmo canal, já que os recursos para transmissão são finitos. Como solução para esta situação, são utilizadas técnicas de multiplexação, que possibilitam este compartilhamento de canais para sinais de fontes diferentes. Cite 3 tipos de modulação utilizadas em sistemas de telecomunicações:

5) Em telecomunicações temos grandes variações dos sinais até mesmo dentro de um mesmo sistema, isto faz com que seja comum que as potências não sejam expressas em watts (W), como é comum em outras áreas da engenharia. Qual técnica matemática é utilizada para comprimir esta escala de variação?

4) Na Modulação por Amplitude, AM, a amplitude da portadora é variada conforme a amplitude do sinal modulante. Já a modulação FM, que tem a sua frequência alterada conforme o nível do sinal modulante. Quais as vantagens da modulação AM e quais as vantagens da modulação FM?

3) Transmitir um sinal a longas distâncias, de maneira eficiente, pode ser um grande desafio. Diversas técnicas são utilizadas para isto, uma delas é realizar a transmissão em frequências elevadas como portadora. Explique o motivo de utilizarmos portadoras de RF, com frequências elevadas, para a transmissão de sinais de voz a longa distância?

2) As ondas eletromagnéticas não necessitam de um meio físico para se propagarem, tanto que se propagam até no vácuo, isto colabora para comunicações a longas distâncias. Porém, elas sofrem efeitos que interferem em suas características e podem não ser desejados. Quais os efeitos que uma onda eletromagnética pode sofrer?

1) A comunicação colabora fortemente com a evolução da humanidade, pois possibilita a passagem de informações entre os seres humanos. As primeiras comunicações ocorreram através da voz, gestos e sons. Descreva o objetivo básico de um sistema de comunicação?

ETAPA 3 Com base nos resultados obtidos determine a curva tensão-deformação para os três materiais e discuta sobre as propriedades avaliadas e o comportamento de cada um dos materiais ensaiados.

ETAPA 2 Após avaliar os resultados, você decidiu realizar testes com novos materiais de outros três fornecedores para realizar um comparativo dos resultados. Cada fornecedor disponibilizou um material diferente, sendo eles: aço carbono A36, liga de titânio 6AI-4V e liga de alumínio 6061. Neste caso, você deverá realizar o ensaio de cada um dos materiais e avaliar algumas de suas propriedades. Liste os resultados nas tabelas abaixo:

2) DETERMINE o módulo de elasticidade deste material em questão.

1) A partir dos resultados disponibilizados na Tabela 1, CONSTRUA o gráfico de tensão-deformação para identificar cada um dos itens abaixo. EXPLIQUE como chegou a esta conclusão em cada um dos itens. a) a tensão de escoamento; b) tensão última; c) a tensão de ruptura.

ETAPA 1 Em um primeiro momento, você analisou o resultado de um teste realizado por um dos fornecedores. No teste em questão foi utilizado um aço, em que o corpo de prova (CP) possuía diâmetro de 12,6 mm e comprimento útil de 51 mm, e que foi submetido a um ensaio de tração até a ruptura. Os dados de carga e alongamento obtidos durante o ensaio estão na Tabela 1.

Para realizar essa avaliação você poderá executar alguns testes nos materiais, sendo um deles o ensaio de tração.

CONTEXTUALIZAÇÃO Você foi contratado por uma empresa de projetos que realiza cálculos estruturais para diversas aplicações. Uma das atividades propostas no seu novo cargo é a de validar o projeto de uma estrutura metálica utilizada em eventos, e para isso você precisa inicialmente avaliar as propriedades mecânicas de alguns tipos de materiais para selecionar o mais adequado para tal aplicação.

M.A.P.A. – MECÂNICA E RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS Olá, alunos(as)! Sabemos que grande parte dos materiais utilizados nas engenharias, em algum momento estarão submetidos a algum tipo de esforço mecânico. Nesta atividade, trataremos principalmente sobre a capacidade que um material tem em resistir a uma determinada força que é aplicada sobre ele.

Após avaliar o gráfico, você pode concluir se o material ensaiado é considerado frágil ou um material dúctil? Além disso, qual propriedade obtida pelo gráfico você considera fundamental para que o novo material tenha uma maior resistência à carga aplicada?

QUESTÃO 1 Suponha que você seja o engenheiro responsável pela manutenção em uma indústria e precise fazer a avaliação de uma peça que estava submetida à uma carga de tração, e como responsável pela análise você deverá analisar o comportamento do material que falhou e identificar um possível substituto. Como você não tem a especificação daquele material, você decide então realizar um ensaio de tração com um corpo de prova de mesmo material. Após o teste realizado, o perfil do comportamento do gráfico tensão-deformação é conforme mostrado na figura a seguir:

Lembrando que você deve utilizar um coeficiente de segurança de 6, neste caso este fator deve ser considerado no torque do eixo (o torque considerado para o cálculo do aço deverá ser 6 vezes maior que o torque encontrado através da fórmula P=T.𝜔). Qual ou quais aços dentre os que o fabricante fornece são adequados para a situação? Por quê?

Para este cálculo você deve utilizar a fórmula para cálculo da tensão máxima de torção: Onde T é o torque (em N.m), r é o raio (em m) e J é o momento de inércia polar (em m4), que em círculos é calculado de acordo com a seguinte fórmula:

Os fabricantes com que você solicitou orçamento garantem as seguintes propriedades para tensão de cisalhamento no material, e você deve escolher entre um destes: Tabela 1 - Propriedades do Material Fonte: Autor, 2024

d) Durante a inspeção de um eixo, você observou que o mesmo apresentava uma trinca e optou por substituí-lo, no entanto você não pode aumentar o diâmetro (6cm) do eixo devido a limitações de espaço do local, mas deve utilizar um coeficiente de segurança de 6. Seu primeiro passo para dimensionar o eixo foi observar a rotação de trabalho do motor (200rpm) e a potência do mesmo (80CV), então você conseguiu encontrar o Torque do motor utilizando a fórmula: Onde P é a potência do motor (em W), T é o torque (em N.m) e 𝜔 a rotação em (rad/s)

c) Uma barra cilíndrica que compõe um equipamento está sujeita a um esforço de tração (60kN), devido à funcionalidade do equipamento, essa barra não pode se deformar mais que 0,2mm. Se a barra possui seção circular com 50mm de diâmetro e 1,25m de comprimento, qual deve ser o módulo de elasticidade mínimo desse material?

b) Você será responsável pela implantação de um guincho e terá que selecionar o material de fabricação da corrente, sabendo que a carga máxima que este guincho terá que suportar é de 7ton, qual seria o diâmetro da corrente, sabendo que você deve utilizar um coeficiente de segurança de 4, e que o limite de resistência à tração do material é de 650Mpa? Neste exercício você deverá considerar todas as tensões atuantes no material, considere para o cálculo da tensão de cisalhamento, que o limite resistência do material ao cisalhamento é de 70% do limite de resistência à tração. Considere g=9,8m/s²

O corpo de prova possuía seção circular, com diâmetro de 7mm. Se a carga máxima registrada pela máquina de tração foi de 17,5kN, qual é o limite de resistência à tração deste material? Trata-se de um material dúctil ou frágil? Se a área de seção da peça que você analisou possuí 2,8.10-4m², e ela é submetida a uma carga de 142kN, qual deveria ser a resistência à tração mínima que esse material deveria possuir? (Coef. Seg. = 1,5)

Nesta indústria uma nova máquina inicia sua operação, e nos primeiros minutos ela para sua operação devido ao rompimento de uma peça metálica. Você analisou a máquina e concluiu que esta peça estava sujeita a um esforço de tração, e poderia realizar um ensaio de tração com o próprio material da peça, que possuía um volume grande. Ao realizar o ensaio de tração, você obteve o seguinte gráfico:

Nesta atividade você é o(a) engenheiro(a) responsável pela manutenção de uma indústria e encontrará alguns cenários onde necessitará aplicar os conhecimentos adquiridos nas disciplinas de ciência dos materiais e na disciplina de materiais de construção mecânica.

CONTEXTUALIZAÇÃO Durante a disciplina de Materiais de construção mecânica conhecemos diversos materiais e vimos diversas possibilidades de aplicações para estes materiais, o que nos possibilita identificar situações em que os materiais estudados são adequados ou não, situações essas que podem envolver a resistência mecânica do material, ductilidade, resistência à corrosão, entre outras.

As suas tarefas nesse M.A.P.A. serão: Selecionar materiais adequados para as aplicações propostas. Identificar falhas que ocorreram devido a escolha inadequada dos materiais.

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