6 % 000 A 100 ENGENHARIA MECÂNICA SELETIVO; INSTRUÇÕES GERAIS. a lápis; PROCESSO. grave que impossibilite a realização da mesma;

(1)

MARINHA DO BRASIL

DIRETORIA DE ENSINO DA MARINHA

PROCESSO SELETIVO PARA INGRESSO NO CORPO DE ENGENHEIROS DA MARINHA (EN/2004)

ENGENHARIA

MECÂNICA

1*_PARTE INSTRUÇÕES GERAIS

1- A duração da prova será de 04 horas e não será prorrogado;

2- Ao término da prova,entregue o caderno ao fiscal,sem desgrampear nenhuma folha;

3- Responda as questões utilizando caneta esferográfica azul

ou

preta. Não serão consideradas respostas

a lápis;

4- Confira o número de páginas de cada parte da prova;

5- Só comece a responder a prova ao ser dada a ordem para iniciá-la,interrompendo a sua execução no

momento em que for determinado;

6- O candidato deverá preencher os campos: - PROCESSO

SELETIVO;

- NOME DO CANDIDATO; e - N°DA INSCRIÇÃO e DV.

7- Iniciada a Prova, só será permitido dirigir-se ao fiscal em caso de problema de saúde ou ocorrência

grave que impossibilite a realização da

mesma;

8- _{A solução deve ser apresentada nas páginas destinadas a}cada

questão;

9- Não é permitida a consulta a livros ou

apontamentos;

e

10- A prova não poderá conter qualquer marca identificadora ou assinatura, o que implicará na distribuição de nota zero.

NÃO DESTACAR A PARTE INFERIOR NOTA

RUBRICA DO PROFESSOR ESCALA DE USO DA DEnsM 000 A 100

PROCESSO SELETIVO: NOME DO

CANDIDATO:

N°_DA_INSCRIÇÃO DV

ESCALA DE NOTA USO DA DEnsM

(2)

la _PARTE: CONHECIMENTOS PROFISSIONAIS (VALOR: 80 PONTOS)

la _{QUESTÃO (10} _pontos)

A figura abaixo esquematiza uma caixa de redução. São dados os raios e as inércias rotacionais das engrenagens, já incluídos os respectivos eixos. Obtenha a expressão da inércia rotacional

(equivalente) dessa caixa de redução, em relação:

a) ao torque Ti e à rotação oi. (5 pontos)

b) ao torque T2 e à rotação o2. (5 pontos)

2

o2,T2

r1 01,Il

Prova: l a _PARTE Concurso: EN

Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA

(3)

2 a QUESTÄO (10 pontos)

A figura abaixo representa uma suspensão dianteira, com eixo duplo, usada em pequenos caminhões . A massa da viga central F é de 40 kg. A massa de cada roda com o respectivo eixo é de 35 kg, com o centro de massa a 680 mm da linha vertical central. Para uma carga L

= 12 kN, transmitida à viga F, calcule a força total de cisalhamento

suportada pelo pino A.

Suponha que a força na mola é vertical, que não há esforço lateral no contato do pneu com o solo, e que a aceleração da gravidade é de 10

_m/

s2.

500 mm

400 mm

- 750 mm

Prova:

1.

PARTE Concurso: EN

(4)

3 a _{QUESTÄO (10} _pontos)

No processo de fabricação de certos tipos de vasos de pressão, é realizada uma etapa chamada de "auto-fretagem", em que o vaso é

submetido a valores de pressão interna que geram em suas paredes valores de tensão superiores ao limite de escoamento do material . Responda:

a) Qual a finalidade desse processo? (5 pontos)

b) Qual o parâmetro principal que deve ser controlado durante esse processo? (5 pontos)

Prova: 1a PARTE Concurso: EN

(5)

4a _{QUESTÃO (5} pontos)

No Brasil, em muitos casos há a opção para se escolher motor a

álcool ou motor a gasolina para o mesmo modelo de um veículo. Explique a razão do motor a álcool fornecer maior potência e torque que o motor a gasolina, nesses casos.

Prova: l a PARTE Concurso: EN

(6)

Sa _QUESTÃO ₍₅ pontos)

Considere a instalação de uma turbina a gás ou de um motor a pistão (diesel) em um navio.

a) Compare as vantagens e desvantagens do emprego de um ou outro. (3 pontos)

b) Explique por que razão em muitos navios de guerra a planta propulsora é mista, com motores diesel e turbinas a gás .

(2 pontos)

Prova: 1* PARTE Concurso: EN

(7)

6 a QUESTÃO (10 pontos)

Em relação aos tipos de tubos de aço, responda:

a) quais são os dois tipos principais, tendo em vista o seu princípio básico de fabricação? (5 pontos)

b) qual o processo de fabricação mais adequado para obter tubos com seção diferente da circular e com melhor resistência à tração?

(5 pontos)

Prova: la PARTE Concurso: EN

(8)

7a _{QUESTÃO (10} pontos)

A comporta AB represa um fluido com peso específico y e altura

2h, conforme mostrado na figura abaixo, A comporta está articulada em

A e tem largura b.

Determine o valor da força horizontal que uma trava deve aplicar em B para manter a comporta fechada.

' ' B

2h h

A

-Prova: la PARTE Concurso: EN

(9)

Sa _{QUESTÃO (10} pontos)

A parede de um forno industrial é construída em tijolo refratário com 0,15 m de espessura e condutividade térmica de 1,7

W/m.K. As medidas realizadas em condições de operação permanente mostram que as temperaturas nas superfícies interna e externa são 1400 K e 1150 k. Qual é a taxa de perda de calor através de uma parede de 0,5 m por 3 m?

Prova: l a PARTE Concurso: EN

(10)

A eficiência máxima de um determinado ciclo térmico é de 60%. Se

este ciclo térmico recebe o calor transferido de gases quentes a uma temperatura de 500 K, qual é a temperatura em que descarrega energia

por troca de calor para a atmosfera?

Prova: la PARTE Concurso: EN

(11)

MARINHA DO BRASIL

DIRETORIA DE ENSINO DA MARINHA

PROCESSO SELETIVO PARA INGRESSO NO CORPO DE ENGENHEIROS DA MARINHA (EN/2004)

ENGENHARIA

MECÂNICA

2a _PARTE

INSTRUÇÕES GERAIS

1- Você está iniciando a

2.

parte da prova

(parte

básica); 2- Confira o número de páginas desta parte da Prova; 3- O candidato deverá preencher os campos:

- PROCESSO SELETIVO; - NOME DO CANDIDATO; e

- N°DAINSCRIÇÃOeDV.

4- A solução deve ser apresentada nas páginas destinadas a cada questão; e 5- Não é permitida a consulta a livros ou apontamentos.

NÃO

DESTACAR A PARTE INFERIOR

NOTA

RUBRICA DO PROFESSOR _{ESCALA DE} USO DA DEnsM 000 A 100

PROCESSO SELETIVO: NOME DO

CANDIDATO:

N°_DA_INSCRIÇÃO _DV

ESCALA DE NOTA USO DA DEnsM 000 A 100

(12)

2 a PARTE: CONHECIMENTOS BÁSICOS (VALOR: 20 PONTOS)

la _{QUESTÄO (3} pontos)

Considere a função f:

_[

0,2]->lR definida por f (t)=0, se

o

& t 5 1,

e f(t)=1, se 1 < t 5 2.

a) Encontre uma função contínua F:

[

0,2] -ilR tal que F'(t)= f(t), para todo t e

[

0,2] , tøl. (1 ponto)

b) Seja g: IR -> IR a extensão periódica de período 4 e par de f .

Calcule a expansão em série de Fourier de g. (2 pontos)

Prova: 2a _PARTE Concurso: EN

(13)

Sabe-se que a transformada de Laplace de f (t)=1, t 2 0, é

1

2(f) = _F(s) = -

, s 2 0 .

s

a) Calcule a transformada de Laplace de g(t)=t2, t 2 0. (1 ponto)

1

b) Sabendo que a transformada de Laplace de h(t)=

e'

é 2(h) = e

(s - 1) a transformada de Laplace de k (t) = (et + e-" - t2 - 1 é 2 1

2

(k) = _, resolva o problema de valor inicial

(s3(s2 -

1) )

y'

'

- y = t2, y(0) = _1,

y'

(0) = 1. (2 pontos)

Prova: 2a PARTE Concurso: EN

(14)

3aQUESTÄO (2 pontos)

Considere o campo vetorial

F (x,y, z) = (sin (y+z) ,cos (x+z) , sin (x+y) ) , (x, y, z) e IR3.

a) Calcule o divergente de F. (1 ponto)

b) Seja S a esfera de centro na origem e raio 1, isto é,

S=

{

(x,y, z) e IR3

2 _y2 , 22

e

seja

n a normal unitária exterior a S. Calcule

ffs

F.n dA. (1 ponto)

Prova: 2 *

PARTE Concurso: EN

(15)

Considere a transformação linear T: IR4 -> IR4 definida por

T (x,y, z,w) = (x+az-w,y+w,x+y-2 z,4 z-w) , onde a é um parâmetro real .

a) Calcule a matriz de T em relação à base canônica de IR4. (1 ponto)

b) Para quais valores de gelR a imagem de T tem dimensão 3? (1 ponto)

Prova: 2 a _PARTE Concurso: EN

(16)

B a QUESTÃO (4 pontos)

Um ponto material P de massa 5 kg move-se no plano xy sob a ação da força F derivada do potencial U(x, y)= x2_y2+2x274, constituindo um

sistema isolado.

a) Calcule o trabalho da força F para deslocar P do ponto (-1,0) até

o ponto (1,0) ao longo de uma curva diferenciável y :

[

0,1] -> IR2

que une esses dois pontos, isto é, y(0)= (-1,0) e y(1)= (1,0).

(2 pontos)

b) Suponha que P move-se ao longo do eixo dos

"x"

no sentido positivo

com velocidade constante de 3

m/

seg e num determinado instante, ao passar pela origem, divide-se em duas partículas A e B de massas respectivamente 2 kg e 3 kg. Após a divisão, a partícula A move-se na direção e sentido do vetor (1,1) com velocidade constante de

intensidade 3 m/seg. Calcule a velocidade da partícula B. (2 pontos)

Prova: 2 a PARTE Concurso: EN

(17)

Uma haste de cobre de comprimento L com uma extremidade fixa num ponto O gira num plano em um campo magnético uniforme de indução magnética B com velocidade angular constante

e

no sentido anti-horário em torno de O. Sendo a direção de B perpendicular ao plano de rotação da haste, calcule o módulo da força eletromotriz que aparece entre as extremidades da haste.

Prova: 2a _PARTE Concurso: EN

(18)

Um gás é submetido a um ciclo de Carnot com rendimento de 0, 3.

Calcule a temperatura mais alta que o gás atinge supondo que:

a) a temperatura mais baixa do gás nesse ciclo é 150 ° C. (2 pontos)

b) a temperatura mais baixa é reduzida para 75° _C. ₍₁ ponto)

Prova: 2 a PARTE Concurso: EN

(19)

MARINHA

DO BRASIL

DIRETORIA

DE ENSINO DA

MARINHA

PROCESSO SELETIVO

PARA

INGRESSO

NO

CORPO

DE

ENGENHEIROS DA

MARINHA

2004

(TEXTO

EM

INGLÊS TÉCNICO)

(20)

TEXTO EM INGLÊS PARA TRADUÇÃO

Banging

out tiny

parts

Cold forming makes short work of high-precision, metal components.

Steve Taylor

The quest for ever more compact products has designers looking for

ultra-small, high-precision metal components that can be made quickly and inexpensively. Cold forming can produce such components in net or near-net shape at rates to 400 parts/min or faster. Parts can have multiple diameters, shoulders, and heads, even letters and logos.

Cold forming takes wire from a coil and cuts it to precise lengths. Multiple blows by a series of dies and punches then shape the wire into a finished product in one machine cycle. Parts with high levels of precision and complexity are possible. For instance, outside diameters can be made less than 0.015 ±0.0005 in. Internal diameters

can also be held to within 0.0005 in. and lengths to 0.005 in.

Typical cold-forming techniques include upsetting or heading, forward and backward extrusion, piercing, and trimming. Upsetting starts with wire of a smaller diameter and forms features with a larger diameter but shorter length (conservation of volume) . Headed fasteners are made using this technique. Calculating volume of the upset and dividing by the area of the starting material gives final length. Length is then divided by starting diameter, yielding the number of diameters of material in the upset. Buckling limits upsetting of typical carbon steels to about 2.25 diameters. Softer alloys such as copper and silver have a buckling limit of about 1.5 diameters.

Beyond these ratios an additional controlled upset is required to collect the needed material.

There are two basic types of forward extrusions, open and trapped. An open extrusion is one in which material being extruded is not confined by tooling, hence the name. This generally works for reductions of about 30 to 35%. Beyond this point the material will upset rather than extrude. Reductions approaching 70 to 75% can be

Prova: TRADUÇÃO DE TEXTO EM INGLÊS Concurso: EN Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA

(21)

accom'plished by confining or trapping material in tooling during the extrusion process. Then pressure on tooling is the limiting factor.

Such guidelines work well for typical low-carbon steels and average-sized components. However, they become less dependable for miniature parts and nonferrous materials such as silver, gold, copper, and brass. This is because nonferrous materials tend to have tensile and yield strengths that are much lower than steel. As such they flow easier but have less column strength and a greater tendency to easily upset . This lowers open-extrusion-reduction percentages and upset ratios. However, the use of unconventional methods can push the design envelope.

Machine Design August 7th, ₂₀₀₃

Prova: TRADUÇÃO DE TEXTO EM INGLÊS Concurso: EN Profissão: ENGENHARIA MECÂNICA