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Para testar as primeiras hipóteses de cálculo do projeto do navio, o casco é assemelhado a uma viga de seção caixão, em geral, com altura maior do que a largura, a qual é submetida à ação de forças distribuídas e pontuais que promovem esforços cortantes e momentos que deverão ser resistidos pelo casco. Considerando-se o tema, especificamente quanto a dimensionamento da seção mestra, momento fletor, esforço cortante na viga e resistência primária do navio, julgue o item que se segue.
São exemplos de esforços sobre a estrutura da embarcação provocados pela carga o racking, consistente em deformação na estrutura do casco causada pela ação estática (empilhamento) ou dinâmica da carga (ação da onda), e o sloshing, ou movimento de fluido no interior de tanques meio cheios, que pode entrar em ressonância com o movimento de rolamento do casco e causar inclinações laterais indesejáveis.
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Em regra, a embarcação, em flutuação, tem seis possíveis movimentos: três deslocamentos e três rotações em relação aostrês eixos que permitem a determinação de um ponto no espaço. Por ordem decrescente de interferência sobre a estabilidade e a manobrabilidade da embarcação, citam-se: o balanço (roll), caracterizado pelo giro da embarcação em torno do seu eixolongitudinal, o caturro (pitch), caracterizado pelo giro em torno do eixo transversal, e o cabeceio (yaw), caracterizado pelo giro em torno do eixo perpendicular ao plano de flutuação. Para o estudo dos esforços que ocorrem sobre o casco das embarcações, é estabelecida uma correlação entre essa estrutura flutuante e a viga estrutural submetida a esforços típicos da estabilidade de obras civis.
A partir dessas informações, julgue o próximo item acerca de flexão pura em vigas, tensão de cisalhamento e deflexão de viga.
Quando a embarcação navega em mar e recebe ondas cujas ortogonais às cristas estão alinhadas com o seu eixo longitudinal, a deflexão a meio navio será determinada por valor proporcional a d = (5qL4)/(384EI), desde que haja uma crista à proa e outra crista à popa, e o casco fique apoiado majoritariamente sobre essas duas cristas, o carregamento da embarcação possa ser representado por carga (q) uniformemente distribuída ao longo do casco, o comprimento da onda seja de (L) metros e se iguale ao comprimento da embarcação, E seja o módulo de elasticidade e I seja o momento de inércia de uma seção caixão (ou retangular oca) de eixo vertical maior que o eixo horizontal, o momento de inércia da seção seja calculado por !$ I = (bp^3 - b_mp_m^3)/12 !$, em que (b) é a boca, (p) é o pontal, (bm) é a boca moldada e (pm) é o pontal moldado. Com essa abordagem, admite-se que o movimento predominante dessa embarcação seja o caturro.
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Em regra, a embarcação, em flutuação, tem seis possíveis movimentos: três deslocamentos e três rotações em relação aostrês eixos que permitem a determinação de um ponto no espaço. Por ordem decrescente de interferência sobre a estabilidade e a manobrabilidade da embarcação, citam-se: o balanço (roll), caracterizado pelo giro da embarcação em torno do seu eixolongitudinal, o caturro (pitch), caracterizado pelo giro em torno do eixo transversal, e o cabeceio (yaw), caracterizado pelo giro em torno do eixo perpendicular ao plano de flutuação. Para o estudo dos esforços que ocorrem sobre o casco das embarcações, é estabelecida uma correlação entre essa estrutura flutuante e a viga estrutural submetida a esforços típicos da estabilidade de obras civis.
A partir dessas informações, julgue o próximo item acerca de flexão pura em vigas, tensão de cisalhamento e deflexão de viga.
Quando a embarcação navega em mar e recebe ondas altas cujas ortogonais às cristas fazem ângulo com seu eixo longitudinal, o esforço cortante que se manifesta a 1/3 do comprimento do casco, a contar da proa, será determinado por valor proporcional a qL/3, desde que haja uma crista a 1/3 do comprimento da embarcação, próximo à proa, e outra crista à popa, ficando o casco apoiado majoritariamente sobre essas duas cristas, o carregamento da embarcação possa ser representado por carga (q) uniformemente distribuída ao longo do casco e o comprimento da onda seja de (2L/3) metros, com o terço frontal do casco funcionando como balanço, já que esse comprimento se projeta sobre a cava entre cristas a barlamar. Com essa abordagem, admite-se que os movimentos predominantes da embarcação sejam o caturro e o balanço, e que o casco, nessas condições, esteja submetido a forças cisalhantes que podem ser combatidas por anteparas e cavername.
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Em regra, a embarcação, em flutuação, tem seis possíveis movimentos: três deslocamentos e três rotações em relação aostrês eixos que permitem a determinação de um ponto no espaço. Por ordem decrescente de interferência sobre a estabilidade e a manobrabilidade da embarcação, citam-se: o balanço (roll), caracterizado pelo giro da embarcação em torno do seu eixolongitudinal, o caturro (pitch), caracterizado pelo giro em torno do eixo transversal, e o cabeceio (yaw), caracterizado pelo giro em torno do eixo perpendicular ao plano de flutuação. Para o estudo dos esforços que ocorrem sobre o casco das embarcações, é estabelecida uma correlação entre essa estrutura flutuante e a viga estrutural submetida a esforços típicos da estabilidade de obras civis.
A partir dessas informações, julgue o próximo item acerca de flexão pura em vigas, tensão de cisalhamento e deflexão de viga.
Quando a embarcação navega em mar e recebe ondas cujas ortogonais às cristas estão alinhadas com o seu eixo longitudinal, o momento fletor a meio navio será determinado por valor proporcional a qL2/8, desde que haja uma crista à proa e outra crista à popa e o casco fique apoiado majoritariamente sobre essas duas cristas, o carregamento da embarcação possa ser representado por carga (q) uniformemente distribuída ao longo do casco e o comprimento da onda seja de (L) metros e igual ao comprimento da embarcação. Com essa abordagem, admite-se que o movimento predominante dessa embarcação seja o caturro, e que o casco esteja submetido a flexão composta reta.
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Um navio-tanque de 60.000 dwt tem casco que oferece resistência a pressões externas de até 200 kN/m2. Ao se aproximar do berço, em manobra de atracação, com velocidade regulamentar, essa embarcação pressiona a defensa do tipo SCK Cell Fender, modelo SCK 1000, que consiste em cilindro de borracha natural ou sintética com malha de aço interna, com medidas de 1,1 m de diâmetro e 1,0 m de altura. O eixo longitudinal do cilindro posiciona-se segundo uma perpendicular à face externa do berço. O cilindro está protegido por placa de aço quadrada, com lado de 1,2 m, fixada no seu topo, cujo objetivo é distribuir tensões no momento da atracação. Ao tocar a defensa, o casco do navio-tanque pressiona a placa de aço contra o cilindro de borracha e produz deformação que reduz a sua altura em 10%.
Considerando-se essas informações, julgue o item subsequente quanto à Lei de Hooke.
Para que seja exercida a tensão máxima sobre o casco do navio-tanque, mantida a deformação de 10% da altura do cilindro de borracha, a constante elástica do cilindro de borracha será de 3.000 kN/m.
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Um navio-tanque de 60.000 dwt tem casco que oferece resistência a pressões externas de até 200 kN/m2. Ao se aproximar do berço, em manobra de atracação, com velocidade regulamentar, essa embarcação pressiona a defensa do tipo SCK Cell Fender, modelo SCK 1000, que consiste em cilindro de borracha natural ou sintética com malha de aço interna, com medidas de 1,1 m de diâmetro e 1,0 m de altura. O eixo longitudinal do cilindro posiciona-se segundo uma perpendicular à face externa do berço. O cilindro está protegido por placa de aço quadrada, com lado de 1,2 m, fixada no seu topo, cujo objetivo é distribuir tensões no momento da atracação. Ao tocar a defensa, o casco do navio-tanque pressiona a placa de aço contra o cilindro de borracha e produz deformação que reduz a sua altura em 10%.
Considerando-se essas informações, julgue o item subsequente quanto à Lei de Hooke.
Caso a constante elástica do cilindro de borracha seja de 3.000 kN/m, o lado da placa quadrada de aço deve ter 1,6 m de comprimento, para que a tensão sobre o casco do navio tanque seja de 200 kN/m2 e a deformação do cilindro atinja 15% de sua altura.
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Na construção da embarcação, a flutuabilidade depende da estanqueidade do casco, o qual é construído com vários formatos, a depender da carga a ser transportada. Em geral, o casco é constituído de fundo, que é a parte mais baixa, de costado, que é a parte lateral, e de encolamento, que faz a ligação entre o fundo e o costado. O casco completo tem, portanto, duas laterais e dois encolamentos. O pavimento que fecha a parte superior do casco é denominado de convés, o qual pode contribuir para o fechamento completo do casco, como nos navios petroleiros, ou pode ter aberturas para a admissão de carga, como nos navios graneleiros e porta-contenedores.
Julgue o item subsecutivo acerca da nomenclatura e da função dos elementos estruturais de uma embarcação.
O pontal é a dimensão vertical entre a face externa do fundo do casco e a face superior do convés, ao passo que a boca é a dimensão horizontal entre as faces externas das laterais do casco, cuja medida é importante na decisão sobre a passagem da embarcação em eclusa marítima ou canal marítimo navegável; já o comprimento entre perpendiculares é a distância horizontal, medida entre pontos, entre a proa e a popa, as quais entram em contato com a linha de flutuação.
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Na construção da embarcação, a flutuabilidade depende da estanqueidade do casco, o qual é construído com vários formatos, a depender da carga a ser transportada. Em geral, o casco é constituído de fundo, que é a parte mais baixa, de costado, que é a parte lateral, e de encolamento, que faz a ligação entre o fundo e o costado. O casco completo tem, portanto, duas laterais e dois encolamentos. O pavimento que fecha a parte superior do casco é denominado de convés, o qual pode contribuir para o fechamento completo do casco, como nos navios petroleiros, ou pode ter aberturas para a admissão de carga, como nos navios graneleiros e porta-contenedores.
Julgue o item subsecutivo acerca da nomenclatura e da função dos elementos estruturais de uma embarcação.
A quilha é uma viga-mestra que percorre todo o comprimento do navio, e as longarinas são vigas horizontais que, no plano longitudinal da embarcação, unem entre si as cavernas, as quais designam as peças de reforço colocadas transversalmente que formam o arcabouço do navio e servem para dar apoio ao forro exterior. Na direção transversal do casco, posicionam-se os vaus, que são vigas horizontais que unem as cavernas entre si e dão suporte a pavimentos. Já as anteparas são paredes de chapa longitudinais ou transversais cuja função é delimitar espaços, fortalecer a estrutura ou garantir a estanqueidade de um compartimento
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Uma viga horizontal com comprimento de 5 metros e seção não definida representa a estrutura de um graneleiro. Essa viga está carregada com forças verticais a cada metro. Forças verticais de 1 Newton são aplicadas nas extremidades da viga e representam as forças correspondentes a estruturas, equipamentos e pavimentos da embarcação reunidos na proa e na popa. Nas seções intermediárias da viga, são aplicadas forças verticais de 2 Newtons a cada metro da viga. Em oposição a essas cargas verticais, aplicadas de cima para baixo, estão duas forças verticais, aplicadas de baixo para cima, afastadas 1 metro de cada extremidade, que representam as reações exercidas por cristas de onda. Segundo essa descrição, o graneleiro está apoiado sobre duas cristas de onda, nesse momento da navegação, com espaço de três metros entre elas.
Com base nessas informações, julgue o item seguinte, que tratam de isostática e diagrama de esforços em viga.
Pelo diagrama de momentos dessa viga, constata-se que, para o carregamento definido, não há momento superior a 1 Joule, em valor absoluto; nas seções onde estão as cristas, o convés e a faixa superior do casco estão tracionados; a meio navio, entre proa e popa, o fundo da embarcação e a faixa inferior do casco estão tracionados.
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Uma viga horizontal com comprimento de 5 metros e seção não definida representa a estrutura de um graneleiro. Essa viga está carregada com forças verticais a cada metro. Forças verticais de 1 Newton são aplicadas nas extremidades da viga e representam as forças correspondentes a estruturas, equipamentos e pavimentos da embarcação reunidos na proa e na popa. Nas seções intermediárias da viga, são aplicadas forças verticais de 2 Newtons a cada metro da viga. Em oposição a essas cargas verticais, aplicadas de cima para baixo, estão duas forças verticais, aplicadas de baixo para cima, afastadas 1 metro de cada extremidade, que representam as reações exercidas por cristas de onda. Segundo essa descrição, o graneleiro está apoiado sobre duas cristas de onda, nesse momento da navegação, com espaço de três metros entre elas.
Com base nessas informações, julgue o item seguinte, que tratam de isostática e diagrama de esforços em viga.
O exame do diagrama de esforços cortantes dessa viga permite observar que, para o carregamento definido, o maior esforço cortante ocorre nas seções onde estão as cristas da onda e que não há esforço cortante, a meio navio, entre proa e popa.
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