Durante o desenvolvimento de um veículo elétrico de uso urbano, uma equipe de engenharia estabeleceu dois…
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
Durante o desenvolvimento de um veículo elétrico de uso urbano, uma equipe de engenharia estabeleceu dois critérios para a estrutura principal: baixa massa e resistência suficiente para suportar os esforços mecânicos previstos. Para comparar os materiais candidatos, a equipe calculou a resistência específica, definida como a razão entre a resistência à tração e a densidade do material. Quanto maior esse valor, maior a resistência obtida para uma determinada massa. Os dados levantados foram: Material | Densidade (g/cm³) | Resistência à tração (MPa) Liga de alumínio | 2,7 | 300 Aço carbono | 7,8 | 500 Cobre | 8,9 | 200 Ferro fundido | 7,2 | 250 Plástico reforçado | 1,6 | 80 Com base nos dados apresentados, qual material oferece a melhor combinação entre baixa massa e resistência mecânica para a construção da estrutura do veículo, considerando a maior resistência específica?
- A) Aço carbono
- B) Plástico reforçado
- C) Ferro fundido
- D) Cobre
- E) Liga de alumínio
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- A resistência específica é a razão entre a resistência à tração e a densidade (resistência / densidade). Quanto maior o valor, melhor a relação entre resistência e massa.
- Calculando para cada material. Liga de alumínio: 300 / 2,7 = aproximadamente 111,1. Aço carbono: 500 / 7,8 = aproximadamente 64,1. Cobre: 200 / 8,9 = aproximadamente 22,5. Ferro fundido: 250 / 7,2 = aproximadamente 34,7. Plástico reforçado: 80 / 1,6 = 50.
- O maior valor é o da liga de alumínio (cerca de 111,1), seguida do aço carbono (cerca de 64,1). Portanto, a liga de alumínio é a melhor escolha para a estrutura, combinando baixa massa com resistência suficiente.
- Por que as outras estão erradas. Aço carbono: tem a maior resistência absoluta, mas sua densidade alta reduz a resistência específica. Plástico reforçado: é o mais leve, porém sua resistência à tração (80 MPa) é baixa. Ferro fundido: tem resistência e densidade intermediárias, resultando em valor inferior ao do alumínio. Cobre: possui a menor resistência específica, pois combina alta densidade com baixa resistência à tração.
- O gabarito oficial (E) está correto e coincide com o resultado obtido por cálculo.
💡 Dica: Considere as propriedades dos materiais antes de escolher.
Alternativa por alternativa
O aluno escolheu o material com maior resistência absoluta (500 MPa), sem considerar a densidade. Não aplicou a razão exigida no enunciado.
O aluno considerou que o material mais leve seria automaticamente o melhor, ignorando que sua resistência à tração é muito baixa (80 MPa). Confundiu baixa massa com desempenho mecânico global.
O aluno calculou ou comparou de forma incorreta a razão, obtendo valor inferior ao do alumínio. Possivelmente errou a divisão ou não comparou todos os valores calculados.
O aluno se deixou levar pela intuição de que o cobre é um material resistente e nobre, sem verificar os dados. Na tabela, o cobre tem a menor resistência específica entre os materiais.
Por que engana: Confundir materiais pesados e resistentes com materiais leves e resistentes, escolhendo um material inadequado para estrutura leve.
A resistência específica é calculada dividindo-se a resistência à tração pela densidade. Para a liga de alumínio, esse valor é aproximadamente 111 MPa·cm³/g (300 ÷ 2,7), superior aos valores do aço carbono (aproximadamente 64), do cobre (aproximadamente 22), do ferro fundido (aproximadamente 35) e do plástico reforçado (50). Portanto, a liga de alumínio oferece a maior resistência para cada unidade de massa.
Raio-X da questão
materiais para construção
avaliacao
propriedades dos materiais · resistencia e densidade dos materiais
Revisar as propriedades dos materiais utilizados em engenharia.
Confundir materiais pesados e resistentes com materiais leves e resistentes, escolhendo um material inadequado para estrutura leve.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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