Uma equipe de engenharia precisa escolher o material para uma estrutura de cobertura móvel instalada em uma…
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 precisa escolher o material para uma estrutura de cobertura móvel instalada em uma escola pública. O projeto estabelece dois critérios simultâneos: a estrutura deve suportar uma tensão de pelo menos 300 MPa e deve ter a menor massa possível. Para a comparação, desconsideram-se custo e facilidade de fabricação. Em testes realizados nas mesmas condições, foram obtidos os seguintes dados: o aço apresentou densidade de 7,8 g/cm³ e resistência à tração de 500 MPa; o alumínio apresentou densidade de 2,7 g/cm³ e resistência à tração de 300 MPa. Com base nos critérios do projeto e nos dados experimentais, qual material deve ser escolhido para a estrutura da cobertura móvel?
- A) Aço, porque apresenta maior resistência à tração.
- B) Alumínio, porque apresenta maior resistência à tração.
- C) Aço, porque também atende ao limite de resistência.
- D) Alumínio, porque atende à resistência mínima e apresenta menor densidade.
- E) Aço, porque apresenta maior densidade estrutural.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dois critérios simultâneos do projeto: a resistência à tração deve ser de pelo menos 300 MPa e a massa deve ser a menor possível. Como custo e fabricação são desconsiderados, a comparação depende apenas desses dados.
- Verifique o critério de resistência. O aço tem 500 MPa, acima de 300 MPa, então atende. O alumínio tem exatamente 300 MPa, o que atende ao 'pelo menos 300 MPa'. Os dois materiais são aprovados nesse critério.
- Verifique o critério de massa. Para a mesma geometria, a massa é proporcional à densidade. O aço tem densidade de 7,8 g/cm³ e o alumínio, de 2,7 g/cm³. O alumínio é cerca de 2,9 vezes menos denso, logo tem massa menor.
- Conclua. Entre os materiais que atendem ao critério de resistência, o alumínio é o de menor massa. Portanto, a alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial.
- Analise as alternativas erradas. A está errada porque usa só a resistência e ignora o critério de massa. B está errada porque inverte os dados: o alumínio tem resistência menor, não maior. C está errada porque, embora o aço atenda ao limite de resistência, ignora que ele é mais pesado. E está errada porque densidade maior significa mais massa, o que é desvantagem neste projeto.
💡 Dica: Compare as propriedades mecânicas e químicas de ambos os materiais.
Alternativa por alternativa
O aluno associa melhor desempenho estrutural apenas à maior resistência e esquece que o projeto também exige a menor massa possível.
O aluno lê os dados trocados e acredita que o alumínio tem a maior resistência à tração, quando na verdade ele tem 300 MPa contra 500 MPa do aço.
O aluno verifica corretamente que o aço atende ao limite de 300 MPa, mas para no primeiro critério e não compara a massa dos dois materiais.
O alumínio atinge exatamente a resistência mínima exigida, de 300 MPa, e possui densidade muito menor que a do aço. Para estruturas de mesmo volume, menor densidade implica menor massa. Assim, ele é o único material que atende simultaneamente aos dois critérios definidos no texto.
O aluno entende que maior densidade traz vantagem estrutural, quando densidade maior significa mais massa para o mesmo volume, o que contraria o objetivo de menor massa.
Raio-X da questão
propriedades do aço e alumínio
avaliacao
propriedades dos metais · resistencia mecanica
Revisar as propriedades físicas e químicas do aço e do alumínio.
Confundir leveza com resistência, escolhendo alumínio por ser leve, mas ignorando a maior resistência do aço.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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