Tópicos de Mecânica

UNIP 2020 all rightsreserved TAP Tópicos de Atuação Profissional AULA 02 280824 Curso Engenharia Mecânica Prof Paulo C Wanderley UNIP 2020 all rightsreserved Prof Paulo C Wanderley Atribuições da Engenharia Mecânica A Engenharia Mecânica é um campo abrangente e multifacetado Suas atribuições podem variar amplamente dependendo do setor e do tipo de projeto Algumas das principais atribuições que podem ser abordadas incluem 1 Projeto e Desenvolvimento de Sistemas Mecânicos Design de Componentes Criação e modelagem de peças e componentes utilizando software CAD Computer Aided Design ou desenho assistido por computador Análise Estrutural Avaliação da resistência e durabilidade dos componentes através de análises de estresse e fadiga FEA 2 Termodinâmica e Transferência de Calor Sistemas de Energia Projeto e otimização de sistemas de geração e conversão de energia como motores e turbinas Troca de Calor Estudo e aplicação de métodos para transferir calor eficientemente em sistemas como trocadores de calor e sistemas de climatização UNIP 2020 all rightsreserved Prof Paulo C Wanderley 3 Dinâmica e Controle de Sistemas Análise Dinâmica Estudo do comportamento de sistemas mecânicos em movimento incluindo vibrações e dinâmica de sistemas rotativos Controle de Sistemas Desenvolvimento de técnicas para controlar e melhorar o desempenho de sistemas mecânicos automatizados 4 Materiais e Processos de Fabricação Seleção de Materiais Escolha dos materiais adequados com base em propriedades mecânicas térmicas e químicas Processos de Fabricação Planejamento e implementação de processos de produção como usinagem soldagem e moldagem UNIP 2020 all rightsreserved Prof Paulo C Wanderley 5 Manutenção e Inspeção Manutenção Preditiva e Preventiva Desenvolvimento de estratégias para a manutenção de equipamentos e sistemas para minimizar falhas e otimizar a vida útil Inspeção e Diagnóstico Técnicas para identificar e resolver problemas em equipamentos e sistemas mecânicos 6 Simulação e Análise Computacional Simulação Numérica Utilização de métodos computacionais como Análise de Elementos Finitos FEA e Dinâmica de Fluidos Computacional CFD para prever o comportamento dos sistemas e componentes UNIP 2020 all rightsreserved Prof Paulo C Wanderley 7 Sustentabilidade e Eficiência Energética Projetos Sustentáveis Desenvolvimento de soluções que minimizem o impacto ambiental como sistemas de energia renovável e tecnologias de eficiência energética 8 Gestão de Projetos e Engenharia de Sistemas Gestão de Projetos Planejamento execução e supervisão de projetos de engenharia assegurando que sejam concluídos dentro do prazo e orçamento Engenharia de Sistemas Integração de diferentes componentes e subsistemas em um sistema coeso e funcional UNIP 2020 all rightsreserved Prof Paulo C Wanderley 9 Desenvolvimento e Inovação Tecnológica Pesquisa e Desenvolvimento Condução de pesquisas para desenvolver novas tecnologias e melhorar processos existentes Inovação Aplicação de novas ideias e tecnologias para criar soluções inovadoras para desafios técnicos UNIP 2020 all rightsreserved Prof Paulo C Wanderley O Engenheiro e a Formação Especializada A formação especializada para engenheiros é crucial para o desenvolvimento profissional e o sucesso na carreira Em um campo tão vasto e dinâmico ter uma base sólida e uma especialização pode fazer toda a diferença Aqui estão alguns pontos importantes sobre a formação especializada para engenheiros 1 Educação Formal Após a graduação em Engenharia muitos engenheiros optam por cursos de pós graduação como mestrado e doutorado que permitem uma maior especialização em áreas específicas como Engenharia de Sistemas Engenharia de Software Engenharia de Energia entre outras 2 Certificações Profissionais Em muitas áreas de engenharia existem certificações profissionais que podem melhorar a empregabilidade e a credibilidade Por exemplo certificações como PMP Project Management Professional ou PE Professional Engineer são valorizadas UNIP 2020 all rightsreserved Prof Paulo C Wanderley 3 Atualização Contínua A engenharia é um campo que evolui rapidamente com novas tecnologias e metodologias Participar de cursos de formação contínua e workshops é essencial para se manter atualizado com as últimas inovações e melhores práticas 4 Habilidades Práticas A experiência prática é fundamental Trabalhar em projetos reais estágios e participar de pesquisas podem proporcionar uma compreensão mais profunda e habilidades práticas valiosas 5 Redes de Contato e Comunidades A participação em conferências associações profissionais e eventos de networking pode ajudar a construir uma rede de contatos e manterse informado sobre tendências e oportunidades na área de especialização 6 Desenvolvimento de Soft Skills Além das habilidades técnicas desenvolver competências interpessoais como comunicação trabalho em equipe e liderança é essencial para o sucesso na carreira de engenharia UNIP 2020 all rightsreserved Prof Paulo C Wanderley Trabalho individual escrito à mão com caligrafia técnica valendo 05 ponto para entregar até a próxima aula para nota da NP1 UNIP 2020 all rightsreserved Prof Paulo C Wanderley Questões Objetivas 1 Qual das seguintes afirmações sobre a Lei de Hooke é verdadeira a A Lei de Hooke só se aplica a materiais plásticos b A Lei de Hooke descreve a relação entre tensão e deformação em materiais elásticos c A Lei de Hooke é válida apenas para materiais cerâmicos d A Lei de Hooke é utilizada para calcular a eficiência de sistemas térmicos 2 Qual é a unidade de medida da condutividade térmica no Sistema Internacional SI a Watt por metro por grau Celsius WmC b Watt por metro por Kelvin WmK c Joule por metro por Kelvin JmK d Kelvin por Watt por metro KWm 3 Em um sistema de controle automático o termo feedback referese a a Monitoramento de entrada do sistema sem interação com a saída b Ajuste da entrada com base na saída do sistema c Registro dos parâmetros do sistema durante a fase de projeto d Exclusão de qualquer variação na saída do sistema 4 Qual é a função principal de um trocador de calor a Aumentar a pressão de um fluido b Separar os componentes de uma mistura c Transferir calor entre dois fluidos d Gerar eletricidade a partir de calor 5 A análise de elementos finitos FEA é usada para a Calcular a eficiência de combustão em motores b Estudar o comportamento dinâmico de sistemas mecânicos c Simular e analisar a resposta de estruturas a forças aplicadas d Projetar circuitos eletrônicos UNIP 2020 all rightsreserved Prof Paulo C Wanderley Questões Discursivas 1 Explique o princípio da conservação de energia em sistemas mecânicos e forneça um exemplo prático de como ele é aplicado em um motor de combustão interna 2 Descreva os diferentes tipos de esforços que um componente estrutural pode suportar e como esses esforços podem ser analisados usando a Lei de Hooke 3 Discuta a importância da seleção de materiais em projetos mecânicos Inclua como fatores como resistência ductilidade e resistência à corrosão influenciam a escolha dos materiais para uma aplicação específica UNIP 2020 all rightsreserved Prof Paulo C Wanderley Questões de Problemas 1 Calcule a tensão máxima em uma viga de 2 metros de comprimento fixada em ambas as extremidades e sujeita a uma carga central de 500 N Considere que a viga tem um módulo de elasticidade de 200 GPa e uma seção transversal retangular de 001 m² o 2 Um cilindro de aço com raio de 005 metros e altura de 02 metros está submetido a uma pressão interna de 2 MPa Calcule a tensão tangencial máxima no cilindro Considere o módulo de elasticidade do aço como 210 GPa e o coeficiente de Poisson como 03 3 Utilizando a equação da condução de calor Lei de Fourier calcule a taxa de transferência de calor através de uma parede de espessura 01 m área de 2 m² e condutividade térmica de 50 WmK com uma diferença de temperatura de 30C entre os dois lados da parede 16 Atividades Propostas Entrega até Prova P1 ATIVIDADE 1 Quando foi fundada a primeira escola superior de Engenharia no Brasil e no mundo Quais os cursos disponíveis e o perfil dos alunos que ingressaram nesta primeira escola no Brasil ATIVIDADE 2 Identificar as 5 principais obras de engenharia já realizadas no Brasil e no mundo Fazer um resumo sobre estas obras no Brasil considerando principalmente o impacto para a sociedade e a participação da engenharia nacional nestes empreendimentos Avaliar os aspectos referentes aos diversos projetos e a realização da obra FIM Bibliografia Básica GROOVER MIKELL P Automação Industrial e Sistemas de Manufatura Netpress Books 2018 3ª Edição Editora Pearson 2010 SILVA EB SCOTON MLRPD PEREIRASL Automação Sociedade Quarta Revolução Industrial Um Olhar Para o Brasil Brasport 2018 SACOMANO JB BONILA SH SILVA MT GONÇALVES RF SALYRO WC Indústria 40 conceitos e fundamentos 1ª Edição Editora Blucher 2018 Bibliografia Complementar VOLPATO N Manufatura Aditiva e Tecnologia e Aplicações da Impressão 3D Editora Blucher 1ª Edição 2017 PONTES ELJ ALBERTIN MR Gestão de Processo e Técnicas de Produção Enxuta Editora Intersaberes 1ª Edição 2016 NETO AJ S PHILIPPI A Interdisciplinaridade em Ciência Tecnologia e Inovação Manoele 2011 1ª Edição Molinari Leonardo Gestão de Projetos Teoria Técnicas e Práticas Ed Érica São Paulo 2010LOPES Alfredo José Experiências em Gestão de Projetos Ed Brasport 2010 RESPOSTA 1 Com relação ao surgimento de escolas de ensino de engenharia sabese que a primeira instituição dedicada à formação de engenheiros e artilheiros foi fundada em Veneza em 1506 No entanto foi na França em 1747 que surgiu a primeira escola de engenharia reconhecida mundialmente a École des Ponts et Chaussées seguida pela École des Mines em 1778 e o Conservatoire des Arts et Métiers em 1794 Essas instituições focavam em áreas técnicas específicas o que culminou na criação da École Polytechnique em 1774 estabelecendo uma distinção entre a engenharia prática e a teórica No Brasil a referência mais antiga do ensino de engenharia remonta à contratação do holandês Miguel Timermans entre 1648 e 1650 Contudo a primeira escola de engenharia propriamente dita foi a Real Academia de Artilharia Fortificação e Desenho fundada em 17 de dezembro de 1792 na cidade do Rio de Janeiro Criada no contexto da monarquia portuguesa por ordem da rainha D Maria I essa instituição foi a primeira das Américas a oferecer cursos de engenharia e é considerada a precursora tanto da atual Escola Politécnica da UFRJ quanto do Instituto Militar de Engenharia IME Os cursos oferecidos pela academia inicialmente eram voltados à formação militar preparando oficiais de artilharia e fortificação com ênfase em disciplinas como Matemática Artilharia Minas e Fortificações Com o tempo a engenharia civil passou a ganhar destaque especialmente a partir do sexto ano de formação quando os alunos estudavam disciplinas como Arquitetura Civil Materiais de Construção Construção de Caminhos e Calçadas e Hidráulica Os primeiros estudantes dessa academia eram em sua maioria futuros oficiais do exército Os cursos eram estruturados de modo a atender as necessidades militares da época com os oficiais de infantaria e cavalaria cursando três anos os de artilharia cinco e os de engenharia todo o currículo que durava seis anos O sexto ano era dedicado exclusivamente à Engenharia Civil indicando uma crescente importância desse campo Em 1917 a primeira turma de engenheiros civis graduados pela academia foi composta por nove formandos RESPOSTA 2 O Complexo Hidrelétrico de Itaipu a maior barragem do Brasil está localizado no Rio Paraná e é fruto de uma parceria entre Brasil e Paraguai Sua construção tornouse uma das mais significativas do mundo sendo uma das maiores barragens em operação Com uma capacidade de geração de cerca de 14000 MW Itaipu possui 20 unidades geradoras de energia elétrica fornecendo uma parcela substancial da eletricidade consumida por ambos os países A obra exigiu o uso de aproximadamente 13 milhões de metros cúbicos de concreto e envolveu cerca de 40 mil trabalhadores O Mirante do Vale localizado em São Paulo é o edifício mais alto do Brasil Construído na década de 1960 possui uma altura de aproximadamente 170 metros Situado no Vale do Anhangabaú sua construção que durou seis anos foi uma inovação para a época O edifício se destaca por ter sua estrutura majoritariamente feita de concreto armado contrariando a tendência da época de uso de estruturas mistas de aço e concreto A Ponte RioNiterói situada na Baía de Guanabara no estado do Rio de Janeiro conecta as cidades do Rio de Janeiro e Niterói É uma das maiores pontes rodoviárias do mundo com uma extensão de cerca de 13 km sendo quase 9 km sobre a água Concluída em 1974 a ponte foi construída utilizando concreto armado pré esforçado consolidandose como uma obra de grande importância estrutural e funcional para a região A ideia de construir o Canal do Panamá uma passagem que liga os oceanos Atlântico e Pacífico através do istmo do Panamá surgiu ainda no século XVI quando o rei Carlos I da Espanha encomendou o estudo de uma rota ao longo do rio Chagres Embora a construção tenha sido considerada impossível à época a ideia de um atalho entre a Europa e a Ásia permanecia tentadora Em 1914 o Canal do Panamá com 84 km foi finalmente inaugurado transformando as rotas de comércio global Após uma tentativa frustrada pelos franceses nos anos 1880 os Estados Unidos retomaram o projeto em 1904 Sob a liderança do engenheiro John Stevens o design foi alterado de um canal ao nível do mar para um com eclusas exigindo o represamento do rio Chagres criando assim o maior lago artificial do mundo Durante a construção os trabalhadores enfrentaram deslizamentos de terra e doenças tropicais como malária e febre amarela enquanto cavavam o canal removendo quantidade suficiente de terra e entulho que segundo o Museu do Canal do Panamá poderiam enterrar a ilha de Manhattan a uma profundidade de 36 metros O Viaduto 13 também conhecido como Ponte do Exército é uma ponte ferroviária situada na Ferrovia do Trigo EF 491 entre os municípios de Vespasiano Corrêa e Muçum no Rio Grande do Sul Recebeu o nome por ser a décima terceira ponte de uma série de pontes ferroviárias da linha e por ter sido construída pelo exército brasileiro em 1970 A ponte é atualmente muito procurada para saltos de base jump Suas fundações estão enterradas a cerca de 21 metros abaixo do solo e suas pilastras possuem paredes de aproximadamente 80 cm de espessura Com esses dados o Viaduto 13 é a ponte mais alta do Brasil e a segunda maior da América Latina