RESISTENCIA DOS MATERIAIS APLICADO A ENGENHARIA CIVIL

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INTRODUÇÃO

É indispensável saber ou calcular a resistência de um material e seu limite para que seja aplicado adequadamente de forma eficaz. É ainda mais essencial quando se trata de cálculos de engenharia, no qual o nível de precisão se torna alto, ainda mais requerido.
Nesta atividade veremos a importância da resistência de determinados materiais contemplando a maior ponte do mundo, localizada na China, com pouco mais de 42 Km de extensão ligando Qingdao à cidade de Huangdao.

Além disso, cálculos de resistência utilizando dois tipos de macarrão, a fim de encontrar a tensão normal na área da seção transversal através de experimentos realizados com materiais que simulam laboratório, porém tendo resultados mais próximos possíveis.
Tem-se, ainda, o cálculo de tensão de cisalhamento com o mesmo material, mas em experimento diferente, onde as forças aplicadas são exatamente o dobro da quantidade presente na tensão normal.

















RELATÓRIO - PONTE DO QINGDAO

Ao longo dos séculos a China sempre foi conhecida por obras grandiosas, como a Grande Muralha da China, construída no período da China Imperial, a Usina Hidrelétrica de Trê Gargantas, a ponte da baía de Hangzhou, que apresenta 36 quilômetros, conectando as cidades de Jiaxing e Ningbo na província de Zhejiang, leste da China, entre outras de grande portes.
Outra grande obra, inaugurada em junho de 2011, é a ponte Qingdao Haiwan, com 42,5 km de extensão fazendo a ligação do porto leste de Qingdao com a ilha de . Alguns números desta obra impressionam, a começar pelo tamanho, considerada a maior ponte do mundo com seus 42.500 metros de extensão à um custo total de 14,8 bilhões de yuans, aproximadamente R$ 3,6 bilhões, foi necessário pra erguer esta obra imponente mais de 10 mil operários em um tempo recorde de 4 anos, esta ponte foi planejada para aguentar grandes desastres naturais como terremotos e pode suportar até mesmo uma batida de um navio de até 300 mil toneladas. Isso se deve à sua estrutura, que apresenta mais de 5.200 colunas de sustentação.
A construção da ponte Qingdao Haiwan teve o objetivo de diminuir a viagem entre a parte central da cidade ao subúrbio de Huangdao em 30 km. Com isso, o tempo de deslocamento entre os dois pontos caiu de 40 minutos para 20 minutos. Porém, além da melhora no transporte, esta também foi uma forma encontrada pela China de demonstrar seu poder econômico, já que, no século XXI, o país tem obtido um dos maiores índices de desenvolvimento econômico do mundo, sendo considerado o sucessor dos Estados Unidos como maior potência mundial.

Figura 1: fonte Google Maps

RELATÓRIO DE TESTE TENSÃO NORMAL
MACARRÃO ADRIA Nº 7
Dados:
π = 3.1415953654
ρ da água =1,00 g/cm³
Peso aproximado da garrafa = 30g
Diâmetro do macarrão = 1,8 mm
Após o experimento de tensão normal com o macarrão Adria:
Peso suportado (água)
P = ρH2O . V + garrafa = 1 . 1,298Kg + 30g = 1,328Kg
Área da sessão transversal
A = π . r² = π . (0,9)² = 2,544 mm² = 0,002544 m
Tensão normal
σ = PA = 1,3282,544 . 10-3 = 522Pa

2 MACARRÃO RENATA Nº 8
π = 3.1415953654
ρ da água =1,00 g/cm³
Peso aproximado da garrafa = 30g
Diâmetro do macarrão = 1,7 mm
Resultados do Experimento:
Peso suportado (água)
P = ρH2O . V + garrafa = 1 . 0,899Kg + 30g = 0,929Kg
Área da sessão transversal
A = π . r² = π . (0,85)² = 2,269 mm² = 0,002269 m
Tensão normal
σ = PA = 0,9292,269 . 10-3 = 409Pa

RELATÓRIO DO TESTE DA TENSÃO DE CISALHAMENTO

MACARRÃO ADRIA Nº 7
Dados:
π = 3.1415953654
ρ da água =1,00 g/cm³
Peso aproximado da garrafa = 30g
Diâmetro do macarrão = 1,8 mm
Experimento:
Peso suportado (água)
P = ρH2O . V + garrafa = 0,879Kg + 30g = 0,909Kg
Área da sessão cisalhada
A = π . r² = π . (0,9)² = 2,544 mm² = 0,002544 m
Tensão de cisalhamento média
V = F2 = 0,9092 = 0,454Pa
τ = VA = 0,4540,002544 = 178Pa
MACARRÃO RENATA Nº 7
Dados:
π = 3.1415953654
ρ da água =1,00 g/cm³
Peso aproximado da garrafa = 30g
Diâmetro do macarrão = 1,7 mm
Experimento:
Peso suportado (água)
P = ρH2O . V + garrafa = 0,621Kg + 30g = 0,651Kg
Área da sessão cisalhada
A = π . r² = π . (0,85)² = 2,269 mm² = 0,002269 m
Tensão de cisalhamento média
V = F2 = 0,6512 = 0,325Pa
τ = VA = 0,3250,002269 = 143Pa

COMPARAÇÃO

σ. NORMAL
τ. CISALHAMENTO
PESO SUPORTADO
(Kg)
Adria: 1,328
Adria: 0,909

Renata: 0,929
Renata: 0,651
ÁREA DA SEÇÃO
(m)
Adria: 0,002544
Adria: 0,002544

Renata: 0,002269
Renata: 0,002269
TENSÃO
(Pa)
Adria: 522
Adria: 178

Renata: 409
Renata: 143






CONCLUSÃO

Os resultados obtidos através da resistência do macarrão das diferentes marcas são diferentemente proporcionais às suas respectivas espessuras. Portanto, conclui-se que, chegamos ao resultado esperado pois, o macarrão não possui muita resistência onde a diferença encontrada no teste de tensão normal entre os tipos usados – diâmetros diferentes – foi relativa à sua espessura. De mesmo modo ocorreu na tensão de cisalhamento.
Relacionando os dois tipos de macarrão na tensão normal (experimento 1) com os mesmos na tensão de cisalhamento (experimento 2), obtêm-se uma diferença média de 30% nos valores, considerando que na tensão de cisalhamento divide-se a força por 2.
A resistência de um material não consiste apenas em seu tamanho ou tipo, mas também, no modo em que é utilizado ou a forma que é submetido a uma determinada força. Isto influencia muito em seu potencial. Sua resistência.













BIBLIOGRAFIA

UOL (Acesso em 29 – 03 – 2015 às 15h30)
http://noticias.uol.com.br/internacional/ultimas-noticias/2011/06/30/ponte-sobre-o-mar-mais-longa-do-mundo-e-inaugurada-na-china.htm
ESTADÃO (Acesso em 29 – 03 – 2015 às 14h)
http://www.estadao.com.br/noticias/internacional,china-inaugura-ponte-de-42-km-a-mais-longa-do-mundo,738979,0.htm
RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS - HIBBLER, RUSSEL. 7ª Edição