Desbalanceamento é a perturbação gerada na movimentação de rotores pela não coincidência do eixo principal de inércia com o eixo de rotação do rotor. O objetivo do balanceamento de rotores é reduzir essa condição a um nível em que o funcionamento da máquina rotativa não seja impactado negativamente. A esse respeito, analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta.
I. Se a distribuição de massa no corpo do rotor for uniforme, as componentes da força de inércia centrífuga atuando sobre direções radiais diferentes se cancelam e não há deslocamento do centro de massa do rotor em relação ao eixo de rotação. Nesse caso, o rotor se encontra balanceado.
II. Algumas possíveis causas de desbalanceamento de um rotor são existência de vazios, furos e porosidade decorrentes do processo de fabricação, tolerâncias dimensionais radiais exageradas entre o eixo do rotor e o mancal, rasgos de chaveta mal dimensionados, presença de danos gerados por corrosão, cavitação ou desgaste após prolongado tempo de operação.
III. A operação de um equipamento com um rotor desbalanceado leva à indução de vibrações que podem causar danos nos mancais de sustentação e nos demais componentes da máquina.
IV. Se uma massa excêntrica se encontra em uma posição radial deslocada em relação ao eixo de rotação, surge uma força de inércia independente da velocidade angular do rotor, gerando o seu desbalanceamento.
V. A adição de grandes massas em pontos específicos de grandes rotores para corrigir um desbalanceamento estático resulta em aumento dos esforços sobre a estrutura do rotor e nos apoios, os quais podem comprometer a integridade estrutural da máquina.

Um sistema massa-mola com massa m (kg), constante de rigidez k (N/m), coeficiente de amortecimento c (N.s/m) e 1 grau de liberdade, com frequência angular natural ω_n (rad/s), sofre vibração forçada amortecida excitada por uma força harmônica F (N) com frequência angular ω(rad/s). O fator de amortecimento é expresso matematicamente como ζ = c / (2mω_n). Sobre a resposta desse sistema, após cessado o efeito de condições iniciais, indique se as afirmativas abaixo são verdadeiras (V) ou falsas (F) e assinale a alternativa com a sequência correta de cima para baixo.

( ) A amplitude da vibração tende para o infinito quando a frequência da excitação coincide com a frequência natural do sistema (ω = ω_n) (por exemplo, como ocorreu com a ponte do estreito de Tacoma nos EUA).
( ) Na resposta em frequência, quando ω < ω_n e cresce na direção de ω_n, a amplitude máxima de vibração do sistema cresce.
( ) Na resposta em frequência, quando ω > ω_n, a amplitude máxima de vibração do sistema decresce quando ω cresce.
( ) Quando ω = ω_n, a amplitude da vibração é limitada somente pelo valor do fator de amortecimento ζ .
( ) O sistema oscila em movimento harmônico com frequência ω e fase, com relação à força, que depende de ζ e ω/ω_n.

Um sistema simples massa-mola com 1 grau de liberdade apresenta uma mola com massa desprezível, constante de rigidez k = 16 N/m e comprimento L = 0,06 m presa a um corpo com massa m = 1 kg. A frequência angular natural do sistema é calculada por:
ω_n = √ k/m

A massa é posicionada na vertical e deixada entrar em equilíbrio com a gravidade. Esta é a posição de deslocamento nulo. Partindo da posição de deslocamento nulo, aplica-se uma força que desloca o corpo até a posição de deslocamento máximo. Então, libera-se o corpo e ele é deixado oscilar livremente. Negligenciam-se todas as formas de atrito. Para a vibração livre, não amortecida, desse sistema, analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta.


I. O corpo oscila em movimento harmônico simples na frequência de 4 radianos por segundo. II. As oscilações do sistema decairão com o tempo à medida que ocorra a dissipação da sua energia cinética. III. A força peso não afeta a amplitude de oscilação do corpo. IV. A cada instante de tempo, existe conservação da energia total, formada pela soma da energia cinética do corpo e da energia potencial elástica da mola. V. A velocidade máxima do corpo ocorre na posição onde o deslocamento é nulo.

Duas molas com rigidez igual (k₁ = k₂ = k = 100 N/m) são arranjadas de duas formas. No sistema (i), elas são arranjadas em série, enquanto no sistema (ii) elas são arranjadas em paralelo. Em ambos os sistemas, aplica-se uma força F = 10 N e aguarda-se atingir o equilíbrio estático. O deslocamento do ponto de aplicação da força, medido em relação à posição original antes da aplicação da força, é x. Sobre o assunto, indique se as afirmativas abaixo são verdadeiras (V) ou falsas (F) e assinale a alternativa com a sequência correta de cima para baixo.


( ) A constante de rigidez equivalente para o sistema em série é k_eq = 50 N/m. ( ) O deslocamento do sistema em série resultante da aplicação da força é x = 20 cm. ( ) A constante de rigidez equivalente para o sistema em paralelo é k_eq = 200 N/m. ( ) A constante de rigidez equivalente independe do arranjo das molas, já que se trata de molas iguais. ( ) O deslocamento do sistema em paralelo resultante da aplicação da força é x = 5 cm.

As leis de similaridade para um ventilador envolvendo a rotação n (rpm), a vazão volumétrica Q (m³ /s), a pressão total p (Pa) e a potência Pot (W) são:

Em uma determinada aplicação, um ventilador opera na rotação n = 1.800 rpm, deslocando Q = 10.000 m³ /hora e p = 100 Pa e consumindo Pot = 3 kW. Considerando que a rotação do ventilador seja duplicada e considerando que a massa específica do fluido e as demais características da instalação permaneçam inalteradas, analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta.
I. A vazão do ventilador será 20.000 m³ /hora. II. A pressão total na saída será 400 Pa. III. A pressão estática na saída do ventilador permanecerá inalterada. IV. A potência de operação será 24 kW. V. A pressão dinâmica na saída do ventilador aumentará quatro vezes.

Uma caldeira de vapor queima gás natural com poder calorífico inferior de 44 MJ/m³ . O ar e o gás natural entram no queimador na condição padrão de referência (25 °C, 100 kPa). Essa caldeira deve produzir vapor saturado seco na vazão mássica de 1 kg/s. A água líquida entra na caldeira com entalpia de 137 kJ/kg. O vapor saturado seco deixa a caldeira com entalpia de 2.725 kJ/kg. Com base nos dados fornecidos, se a caldeira deve produzir vapor saturado durante 14 horas contínuas de operação em regime permanente por dia e ela tem uma eficiência térmica (ou rendimento térmico), baseada no poder calorífico inferior do combustível, estimada em 84%, o consumo total diário de gás natural é aproximadamente:

Uma peça metálica possui massa de 150 g. A peça é feita de aço inoxidável com calor específico 500 J/(kg.°C) e está na temperatura ambiente de 25 °C. Então, uma tocha de oxiacetileno é aplicada sobre a peça, que atinge a temperatura homogênea de 400 °C após 1,5 min. Assumindo que a transferência de calor para o ambiente seja nula, a taxa média de transferência de calor da tocha para a peça foi aproximadamente:

Deseja-se obter a área de uma peça feita em polímero na forma de um triângulo. A altura do triângulo é medida repetidas vezes utilizando-se um micrômetro, com o seguinte resultado de medição: h = 10,75 ± 0,05 mm. O comprimento da base também é medido repetidas vezes com um instrumento diferente, por um operador diferente e em outro ambiente, obtendo-se o seguinte resultado de medição: b = 101,6 ± 0,3 mm. Os equipamentos utilizados nas medições são novos e os operadores são competentes. Qual opção abaixo melhor expressa o valor mais provável da área da peça triangular e sua incerteza padrão combinada?

Duas placas de aço finas com a mesma área superficial são colocadas lado a lado e expostas ao sol. Dessa forma, ambas recebem a mesma irradiação solar. A superfície exposta ao sol de uma das placas é pintada com tinta preta com emissividade de radiação 0,98. A superfície exposta ao sol da outra placa é pintada com tinta branca com emissividade de radiação 0,2. Assuma que ambas as superfícies pintadas se comportem como opacas, difusas e cinzas e estejam limpas. Em condições de regime permanente, analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta.
I. A superfície coberta com tinta preta transmitirá uma maior quantidade de radiação em relação à superfície pintada com tinta branca.
II. A superfície coberta com tinta branca refletirá uma maior quantidade de radiação em relação à superfície pintada com tinta preta.
III. A superfície coberta com tinta preta emitirá uma maior quantidade de radiação em relação à superfície pintada com tinta branca.
IV. A superfície coberta com tinta preta absorverá uma maior quantidade de radiação em relação à superfície pintada com tinta branca.
V. Em ambas as superfícies, considerando todos os mecanismos de transferência de calor, a taxa de transferência de calor líquida na superfície é igual à taxa de transferência de calor através do material das placas.

Um ventilador centrífugo é submetido a um teste no qual aspira ar da atmosfera e despeja ar de volta para a atmosfera por uma tubulação curta com diâmetro 500 mm. Durante o teste, a vazão volumétrica na saída da tubulação é 1,5 m³ /s e o ventilador consome uma potência elétrica de 95 W. Assumindo a massa específica para o ar de 1,8 kg/m³ , a eficiência desse ventilador é aproximadamente: