ENGENHARIA MECATRÔNICA

Transcrição

1 MARINHA DO BRASIL DIRETORIA DE ENSINO DA MARINHA PROCESSO SELETIVO PARA INGRESSO NO CORPO DE ENGENHEIROS DA MARINHA (PS-EngNav/2011) ENGENHARIA MECATRÔNICA PROVA ESCRITA DISCURSIVA INSTRUÇÕES GERAIS 1- A duração da prova será de 05 horas e não será prorrogada. Ao término da prova, entregue o caderno ao Fiscal, sem desgrampear nenhuma folha; 2- Responda as questões utilizando caneta esferográfica azul ou preta. Não serão consideradas respostas e desenvolvimento da questão a lápis. Confira o número de páginas da prova; 3- Só comece a responder a prova ao ser dada a ordem para iniciá-la, interrompendo a sua execução no momento em que for determinado; 4- O candidato deverá preencher os campos: - NOME DO CANDIDATO; NÚMERO DA INSCRIÇÃO e DV; 5- Iniciada a prova, não haverá mais esclarecimentos. O candidato somente poderá deixar o seu lugar, devidamente autorizado pelo Supervisor/Fiscal, para se retirar definitivamente do recinto de prova ou, nos casos a seguir especificados, devidamente acompanhado por militar designado para esse fim: atendimento médico por pessoal designado pela Marinha do Brasil; fazer uso de banheiro e casos de força maior, comprovados pela supervisão do certame, sem que aconteça saída da área circunscrita para a realização da prova. Em nenhum dos casos haverá prorrogação do tempo destinado à realização da prova e, em caso de retirada definitiva do recinto de prova, esta será corrigida até onde foi solucionada; 6- A solução deve ser apresentada nas páginas destinadas a cada questão; 7- Não é permitida a consulta a livros ou apontamentos; 8- A prova não poderá conter qualquer marca identificadora ou assinatura, o que implicará na atribuição de nota zero; 9- Será eliminado sumariamente do processo seletivo e as suas provas não serão levadas em consideração, o candidato que: a) der ou receber auxílio para a execução de qualquer prova; b) utilizar-se de qualquer material não autorizado; c) desrespeitar qualquer prescrição relativa à execução das provas; d) escrever o nome ou introduzir marcas identificadoras noutro lugar que não o determinado para esse fim; e e) cometer ato grave de indisciplina. 10-É PERMITIDO O USO DE CALCULADORA PADRÃO NÃO CIENTÍFICA E RÉGUA SIMPLES. NÃO DESTACAR A PARTE INFERIOR RUBRICA DO PROFESSOR ESCALA DE NOTA USO DA DEnsM 000 A 100 _y PROCESSO SELETIVO: PS-EngNav/2011 NOME DO CANDIDATO: N DA INSCRIÇÃO DV ESCALA DE NOTA USO DA DEnsM 000 A 100

2 CONHECIMENTOS PROFISSIONAIS (VALOR: 80 PONTOS) la QUESTÃO (8 pontos) O amplificador operacional da figura abaixo é ideal. Determine os valores dos resistores R1 e R2 de modo que a impedância de entrada e que o ganho em malha fechada seja do circuito seja igual a 50 Q de 20 db. i R2 i VE o--i R1 -O Vs 1 de 12

3 2" QUESTÃO (8 pontos) A tabela abaixo fornece os valores da saída f de um circuito digital combinatório de 4 entradas, denominadas a, b, c e d. Determine a expressão algébrica simplificada da função f na forma de soma de produtos. Tabela 1 a b c d f O_ de 12

4 --- H 3a QUESTÄO (8 pontos) A figura abaixo mostra um reservatório de água cuja vazão de saída q não é controlada e varia com o tempo. O bloco CLP representa um controlador lógico programável. A bomba B abastece o reservatório, e é acionada por uma saída CA do CLP. Ligadas às entradas digitais do CLP, têm-se o contato C, do tipo biestável (liga/ desliga) e operado manualmente; os sensores de nível H e L, que funcionam como contatos normalmente abertos que se fecham quando cobertos pela água, sendo que o sensor H está acima do sensor L. O programa do CLP liga e desliga a bomba B da seguinte forma: 1) Liga-a sempre que o nível do reservatório está abaixo do sensor L e o contato C está fechado. 2) Após ligá-la, mantém-na ligada até que o nível ultrapasse o sensor H ou o contato C seja aberto. 3) Deve ficar desligada se o nível estiver entre H e L ao se energizar o sistema. Apresente o programa do CLP em diagrama de relés no padrão IEC (International Electrotechnical Comittee)... H C - CLP - B reservatório 3 de 12

5 4a QUESTÃO (8 pontos) Um sinal no domínio do tempo pode ser descrito como: y(t)= Asintoit+ Asinost, onde: sin representa a função seno, A é uma constante real e positiva, oi e m2 são frequências angulares na unidade rad/s. a) Sendo o sinal amostrado com uma frequência angular de amostragem ros, e Considerando que roi = 30rad/s e 02 = sorad/s, calcule a faixa de valores da frequência angular de amostragem os para que o sinal y(t) possa ser reconstruído a partir das amostras obtidas. (4 pontos); e b) Considerando que mi = 30rad/s, co: = 50rad/s e os = 100rad/s represente qualitativamente o gráfico do espectro de potência no domínio -100rad/s< o< + 100rad/s. (4 pontos). 4 de 12

6 5. QUESTÄO (8 pontos) Considere o sistema abaixo que contém uma massa de valor m, uma mola com constante elástica k, e um amortecedor com coeficiente de atrito viscoso b. P m b Uma força externa p(t) provoca um deslocamento x(t) na massa. Considerando as condições iniciais nulas, calcule: a) a equação diferencial do sistema. (4 pontos) ; e b) a função de transferência do sistema no domínio da variável de Laplace s, sendo x(s) e p(s), respectivamente, as transformadas de x(t) e p(t). x(s) (4 pontos). 5 de 12

7 Ga QUESTÃO (8 pontos) Considere o circuito elétrico ilustrado abaixo. L - L onde u(t) é o valor fornecido pela fonte de corrente, C é o valor da capacitância, ve(t) é a tensão do capacitor, ic é a corrente do capacitor, L é o valor da indutância, vi(t) é a tensão do indutor, is(t) é a corrente do indutor, R é o valor da resistência, No(t) é a tensão do resistor. Considerando que a tensão do resistor vo(t) é a variável de saída do sistema calcule: a) as equações de espaço de estados que descrevem este circuito elétrico. (4 pontos); e b) os auto-valores para este sistema. (4 pontos). 6 de 12

8 Continuação da 6 a questão 7 de 12

9 7 * QUESTÃO (8 pontos) Satélites requerem controle de atitude de tal maneira que as antenas, sensores e painéis solares estejam orientados apropriadamente. Muitas vezes realiza-se a análise do movimento em cada eixo separadamente. A figura anterior ilustra o diagrama esquemático de um satélite que pode se movimentar apenas no eixo perpendicular à esta folha de papel. O momento de inércia do satélite é dado por I. O ângulo 9 é medido em relação a um referencial inercial. O sinal de controle provêm de pequenos jatos que produzem um momento igual a Fe(t) x d em torno do centro de gravidade. Momentos de distúrbio são representados por Ma(t). a) Determine a equação diferencial que descreve o movimento do satélite no plano desta folha. (4 pontos) b) Determine a resposta do sistema no domínio do tempo para uma entrada do tipo degrau Fe(t)= A e momento de distúrbio Ma(t)= E, onde A e B são constantes reais positivas. (4 pontos) 8 de 12

10 Continuação da 7 a questão 9 de 12

11 8. QUESTÃO (8 pontos) Explique por que os processos de fabricação por conformação podem melhorar as propriedades mecânicas de um componente metálico e descreva três processos primários de fabricação por conformação. 10 de 12

12 9 a QUESTÄO (8 pontos) Quais são os principais tipos de fratura em metais? Explique como ocorre o processo de fratura em cada um deles? 11 de 12

13 10a QUESTÃO (8 pontos) Além dos desvios de forma, tais como os desvios de cilindricidade e de planicidade (denominados de desvios de forma macrogeométricos), após a fabricação de uma peça também são observados desvios de forma microgeométricos. Quais são esses desvios de forma microgeométricos e quais influências nas propriedades funcionais e de aparência eles causam? 12 de 12