Uma equipe de engenharia avalia materiais para substituir a estrutura principal de uma ponte rodoviária no…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma equipe de engenharia avalia materiais para substituir a estrutura principal de uma ponte rodoviária no Brasil. O projeto exige resistência à tração de pelo menos 300 MPa e prioriza a rigidez, pois pequenas deformações podem comprometer a segurança e o conforto dos usuários. A densidade é considerada para reduzir o peso próprio da ponte, e a necessidade de manutenção contra a corrosão também deve ser observada. Para a escolha, a equipe determinou que, entre os materiais que atingem a resistência mínima, será selecionado aquele de maior módulo de elasticidade; a densidade e a manutenção serão usadas como critérios de desempate. | Material | Resistência à tração (MPa) | Módulo de elasticidade (GPa) | Densidade (g/cm³) | Manutenção contra corrosão | |---|---:|---:|---:|---| | Aço estrutural | 500 | 200 | 7,8 | periódica | | Alumínio estrutural | 300 | 70 | 2,7 | reduzida | | Concreto armado | 40 | 30 | 2,4 | periódica | | Madeira engenheirada | 30 | 12 | 0,5 | periódica | | Polímero reforçado | 250 | 25 | 1,8 | reduzida | Considerando os critérios definidos pela equipe e os dados da tabela, qual material é o mais adequado para a estrutura principal da ponte?
- A) Concreto armado, por apresentar densidade inferior à dos materiais metálicos.
- B) Madeira engenheirada, por apresentar a menor densidade da tabela.
- C) Alumínio estrutural, por apresentar a menor densidade entre os materiais aprovados.
- D) Polímero reforçado, por exigir pouca manutenção contra corrosão.
- E) Aço estrutural, por atingir a resistência mínima exigida e apresentar o maior módulo de elasticidade entre os materiais que atendem a esse requisito.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- O projeto exige resistência à tração de pelo menos 300 MPa, então o primeiro filtro é a coluna de resistência. Aço estrutural (500 MPa) e alumínio estrutural (300 MPa, exatamente o mínimo, portanto aprovado) atendem; concreto armado (40 MPa), madeira engenheirada (30 MPa) e polímero reforçado (250 MPa) são reprovados.
- Entre os aprovados, o critério principal é o maior módulo de elasticidade. O aço tem 200 GPa e o alumínio 70 GPa, então o aço estrutural é selecionado. Densidade e manutenção só serviriam como desempate, o que não é necessário aqui.
- Comparando com o gabarito oficial (E), a resolução confirma a alternativa E.
- Por que as outras estão erradas: A) o concreto armado não atinge 300 MPa de resistência e, além disso, sua menor densidade não é o critério de escolha. B) a madeira engenheirada tem a menor densidade, mas sua resistência de 30 MPa é muito inferior ao mínimo exigido. C) o alumínio é aprovado, mas tem módulo de elasticidade de 70 GPa, bem menor que o do aço, e a densidade não é o critério principal. D) o polímero reforçado tem pouca necessidade de manutenção, mas sua resistência de 250 MPa não atinge o mínimo de 300 MPa.
💡 Dica: Compare as propriedades mecânicas e químicas dos materiais.
Alternativa por alternativa
Escolheu o concreto armado por ser menos denso que os metais, sem verificar se ele atinge a resistência à tração mínima de 300 MPa. Tratou a densidade como critério principal, quando ela é apenas desempate.
Acreditou que o material mais leve é sempre o melhor para uma ponte, ignorando que a madeira engenheirada tem resistência de apenas 30 MPa, muito abaixo do mínimo exigido.
Por que engana: Confundir propriedades de resistencia e durabilidade do aço e do alumínio, escolhendo materiais menos adequados para estruturas.
Considerou que o alumínio aprovado é a melhor escolha por ser o mais leve entre os aprovados, esquecendo que o critério principal é o maior módulo de elasticidade, no qual o alumínio (70 GPa) fica muito atrás do aço (200 GPa).
Valorizou a baixa necessidade de manutenção contra corrosão, que é apenas critério de desempate, e não verificou que o polímero reforçado tem resistência de 250 MPa, abaixo dos 300 MPa exigidos.
O material precisa ter resistência à tração de pelo menos 300 MPa. Atendem a esse requisito o aço estrutural, com 500 MPa, e o alumínio estrutural, com 300 MPa. Como o critério principal de desempate é a rigidez, representada pelo módulo de elasticidade, o aço estrutural é escolhido por apresentar 200 GPa, valor superior aos 70 GPa do alumínio estrutural.
Raio-X da questão
propriedades do aço e alumínio
avaliacao
propriedades dos materiais · resistencia mecanica
Revisar as propriedades dos materiais e suas aplicações na engenharia.
Confundir propriedades de resistencia e durabilidade do aço e do alumínio, escolhendo materiais menos adequados para estruturas.
pensamento_critico
cientifico
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