3.1 PROPRIEDADES DOS CORPOS SÓLIDOS: 3.1 PROPIEDADES DOS CORPOS SÓLIDOS: 3.1 PROPRIEDADES DOS CORPOS SÓLIDOS: 09/08/2012

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Cecília Salazar Barreto
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1 1 2 Dureza: é a resistência que os corpos opõem ao serem riscados, a dureza pode ser avaliada a partir da capacidade que um material tem, de riscar o outro. Ex.: Diamante e vidro. Escala de dureza de Mohs: N.º Material Característica 1 Talco Arranha com a unha 2 Gipsita 3 Calcita Arranha com um canivete facilmente 4 Fluorita Arranha com um canivete com leve pressão 5 Apatita Arranha com um canivete com forte pressão Risca levemente o vidro. Não é riscado por 6 Feldspato uma lâmina de aço 7 Quartzo 8 Topázio Riscam facilmente o vidro 9 Coríndon 10 Diamante 3 4 Tenacidade: é a energia mecânica, ou seja, o impacto necessário para levar um material à ruptura, (observa-se que o vidro tem grande dureza, mas pequena tenacidade). Tal energia pode ser calculada através da área num gráfico Tensão - Deformação do material, portando basta integrar a curva que define o material, da origem até a ruptura. 3.1 PROPIEDADES DOS 5 6 1

2 3.1 PROPIEDADES DOS Maleabilidade ou plasticidade: é a capacidade que tem os corpos de se adelgaçarem até formarem lâminas, sem que eles se rompam. O elemento conhecido mais maleável é o ouro. Ductilidade: É a capacidade que tem os corpos de se reduzirem a fios sem se romperem. Representa o nível de deformação plástica antes da ruptura de um material. Durabilidade: É a capacidade que os corpos apresentam de permanecer inalterados com o tempo. 7 8 Elasticidade: É a tendência que os corpos apresentam de retornar a forma primitiva após aplicação de um esforço. Fadiga: Ruptura de um material quando o mesmo é carregado repetidas vezes. Massa: É a quantidade de matéria; é constante para cada corpo, esteja onde estiver. Peso: É a força com que a massa é atraída para o centro da terra. Em um mesmo local, o peso é proporcional às massas, porque a gravidade é a mesma PROPIEDADES FÍSICAS 3.2 PROPIEDADES FÍSICAS Peso Específico: Relação entre o peso (P) de um corpo e seu volume (V). Conseqüentemente não é constante. ϒ= P / V Onde: ϒ(gama) = peso específico do material (unidades: N/m³, kn/m³, kgf/cm³) V = volume (unidades: m³, cm³, l) P = peso (unidades: N, kn, kgf) Ex.: peso específico do concreto = kn/m³

3 3.2 PROPIEDADES FÍSICAS Massa específica: Relação entre a massa (m) de um corpo e seu volume (V). É constante para um mesmo corpo. μ= m / V Onde: μ(mi) = massa específica do material (unidades: Kg/m³, g/cm³) V = volume (unidades: m³, cm³, l) P = massa (unidades: kg, g) Ex.: Massa específica do concreto = Kg/m³ Chama-se de DENSIDADE de um corpo a relação entre a sua massa específica de mesmo volume de água destilada a quatro graus centígrados no vácuo. Obs.: Massa específica da água é igual a 1 g/cm³. É uma relação e como tal, expressa por um número adimensional. Ex.: dsolo = μsolo /μágua = 2,8 (g/cm³) / 1,0(g/cm³) dsolo= 2, PROPRIEDADES ELÉTRICAS 3.3 PROPRIEDADES ELÉTRICAS Resistividade Elétrica: Resistência à passagem de corrente elétrica através de um corpo. Condutividade Elétrica: É o inverso da resistividade, isto é, a facilidade que um corpo apresenta a corrente elétrica. Exemplo de bom condutor: Metais Exemplo de mau condutor: Borracha

4 TÉRMICAS Calor específico ( c ): Quantidade de calor que é necessário fornecer a um corpo para elevar 1ºC a temperatura de sua unidade de massa. Para o concreto o calor específico varia entre 840 e 1170 J/kgºC. Madeira: 1755 J/kgºC Ferra: 460 J/kgºC TÉRMICAS Condutividade Térmica: Capacidade do material se deixar atravessar pelo calor. A madeira e o gesso são bons isolantes térmicos, ou seja, maus condutores de calor. O metal é um isolante térmico ruim, ou seja, é um bom condutor de calor TÉRMICAS O concreto fica numa situação intermediária entre esses dois materiais. A madeira é 12 vezes melhor isolante térmica que o concreto e 500 vezes melhor que o aço. TÉRMICAS Expansão Térmica: Propriedade relacionada com a expansão e contração sofrida pelos sólidos, quando submetidos a um aquecimento e um resfriamento, respectivamente. Essa variação volumétrica é diretamenteo proporcional ao coeficiente de dilatação térmica. Aquece Expande Esfria Contrai Tração: caracteriza-se pela tendência de alongamento do elemento na direção da força atuante. Compressão: Caracteriza-se pela tendência de redução do elemento na direção da força de compressão

5 Flexão: flexão é um esforço físico onde a deformação ocorre perpendicularmente ao eixo do corpo, paralelamente à força atuante. Torção: Forças atuam em um plano perpendicular ao eixo e cada seção transversal tende a girar em relação as demais Flambagem: É um esforço de compressão em uma barra de seção transversal pequena em relação ao comprimento, que tende a produzir uma curvatura na barra. Cisalhamento: Forças atuantes tendem a produzir um efeito de corte, isto é, um deslocamento linear entre seções transversais. Para o estudo do cisalhamento, imaginemos uma viga com seção transversal quadrangular: Apliquemos em dois primas adjacentes desta viga duas forças na mesma direção e em sentidos opostos: As imagens anteriores podem ser representadas da seguinte maneira:

6 Resistência Mecânica: É a propriedade que possuem os materiais de não se destruírem sob a ação de cargas. Tensão: É a relação entre o esforço aplicado e a área da seção resistente. Geralmente é medida em Mpa. Toda tensão gera uma deformação que pode ser elástica ou plástica. σ = tensão F = carga ou Força aplicada em uma direção perpendicular à área da seção da amostra A0 = área da seção antes da aplicação da carga Unidade de Força: N, KN Unidade de Área: m², cm² Unidade de Tensão: N/m²; KN/m²; KN/cm² Unidade de Tensão: N/m²; KN/m²; KN/cm² Sendo: 1 N/m² = 1 Pa 6 10 Pa = MPa 6 Onde: 1 MPa = 10 Kgf/cm2 Lei de Hooke: Exprime a proporcionalidade existente entre a tensão e a deformação de uma material dentro do regime elástico. Onde: σ = tensão ε = deformação E = módulo de elasticidade (Grandeza que dá a medida da rigidez do material). Quanto maior o valor de E, menos deformável é o material Lei de Hooke: Deformação Elástica: Deformação Elástica: É reversível, desaparece quando a Tensão é removida. É diretamente proporcional à Tensão. ε = deformação específica li = comprimento inicial do corpo-de-prova lf = comprimento final do corpo-de-prova l = alongamento A deformação não tem unidade. É um número adimensional

7 Deformação Elástica: Deformação Plástica: Para pequenos níveis de carregamento há um comportamento linear entre a tensão aplicada ao corpo e a sua deformação. Com a retirada da tensão a deformação cessa. Exemplo mola perfeita É a deformação permanente provocada por Tensões que ultrapassam o limite de elasticidade. Não há a proporcionalidade entre a tensão e a deformação, logo, a Lei de Hooke não é mais válida Módulo de Elasticidade: 3.7 EXERCÍCIOS: Exercício 1: Determine a massa específica de um bloco de chumbo que tem arestas de 12, 20 e 6 cm, como mostra a figura e pesa 40 kg. É a relação entre a Tensão e a deformação unitária resultante. E = σ/ε Exercício 2: Qual a massa de um solo que tem massa específica de 2,8 g/cm³ e ocupa um volume de 200 cm³? Exercício 3: Qual é o volume de areia que tem massa específica de 2,65 kg/m³ e pesa 5,3 kg? EXERCÍCIOS: Exercício 4: Qual é o peso específico de uma peça de madeira que tem volume de 4 m³ e peso igual a 42 KN? Exercício 5: Qual é o peso específico de uma peça de madeira que tem massa igual a 15 kg e ocupa um volume de 5 m³? Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s². Exercício 6: Qual é o peso de um pedaço de ferro que ocupa um volume de 10 m³ e peso específico de 78,5 KN/m³? Exercício 7: Qual é o volume de peça de granito que pesa 6000 N e tem peso específico de 30 KN/m³? 3.7 EXERCÍCIOS: Exercício 8: Qual a tensão de tração de uma barra de aço que é puxada com um força de 5 KN? A barra de aço tem área de 2 cm². Exercício 9: Qual a tensão de compressão em um pilar de concreto que tem uma área de 0,5 m² e recebe uma carga de 3000 KN? Exercício 10: Diga pelo menos um exemplo prático onde podemos encontrar cada um dos tipos de solicitações: A)Tração ; B)Compressão; C) Flexão; D)Cisalhamento; E)Torção

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