ATIVIDADE 3 – MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA – 53_2025

ATIVIDADE 3 – MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA – 53_2025
Questão 1
A seleção de materiais é uma etapa crítica no projeto de máquinas e sistemas mecânicos, envolvendo a análise de propriedades como resistência, ductilidade, dureza e resistência à corrosão. A escolha adequada entre metais, polímeros, cerâmicas e compósitos impacta diretamente o desempenho, a durabilidade e a segurança das aplicações.
Sobre as propriedades dos materiais de construção mecânica, analise as afirmativas a seguir:

I. O carbeto de tungstênio e a alumina destacam-se por sua elevada dureza e resistência ao desgaste, sendo amplamente utilizados em ferramentas de corte e revestimentos abrasivos.
II. Os materiais poliméricos PVC e polipropileno possuem baixa resistência mecânica comparada aos metais e cerâmicas, mas oferecem vantagens como leveza, flexibilidade e resistência à corrosão.
III. A alta resistência térmica do material cerâmico nitreto de silício permite sua utilização em componentes expostos a altas temperaturas, como turbinas e motores de alta performance.
IV. A alta condutividade térmica dos metais, como o cobre e o alumínio, os torna essenciais em aplicações que exigem dissipação de calor, como em trocadores de calor e componentes eletrônicos.

É correto o que se afirma em:

Alternativas
Alternativa 1:

I e IV, apenas.

Alternativa 2:

II e III, apenas.

Alternativa 3:

I, II e III, apenas.

Alternativa 4:

II, III e IV, apenas.

Alternativa 5:

I, II, III e IV.

Questão 2
A escolha dos materiais é fundamental no desenvolvimento de componentes mecânicos, exigindo a avaliação criteriosa de propriedades como resistência mecânica, tenacidade, dureza e estabilidade térmica. A seleção correta entre ligas metálicas, polímeros, cerâmicas e materiais compósitos influencia diretamente, a vida útil e a confiabilidade dos sistemas projetados.

Fonte: VISCONCINI, A. R. Materiais de Construção Mecânica. Maringá: Unicesumar, 2021.

Sobre as propriedades dos materiais de construção mecânica, analise as afirmativas a seguir:

I. Materiais metálicos como Aço-Carbono e Ferro fundido cinzento são amplamente utilizados em situações para resistência a esforços mecânicos.
II. Alguns materiais cerâmicos podem ser utilizados como ferramentas de abrasão, no processo de usinagem, o carboneto de tungstênio é um exemplo deste material.
III. Materiais cerâmicos possuem baixa condutividade térmica, fazendo com que sejam utilizados como isolantes.
IV. Materiais metálicos possuem elevada condutividade, dentre esses, destacam-se a Prata, Cobre e Alumínio.

É correto o que se afirma em:

Alternativas
Alternativa 1:

I e II, apenas.

Alternativa 2:

II e III, apenas.

Alternativa 3:

I, II e III, apenas.

Alternativa 4:

II, III e IV, apenas.

Alternativa 5:

I, II, III e IV.

Questão 3
Os nanomateriais, com dimensões na escala de nanômetros, apresentam propriedades físicas, químicas e biológicas distintas em comparação com seus equivalentes em macroescala. Essas características únicas permitem aplicações inovadoras em áreas como eletrônica, medicina, energia e meio ambiente.

Sobre os nanomateriais, analise as afirmativas a seguir:

I. Grafeno e fulereno são exemplos de nanomateriais que têm como base de sua estrutura o carbono.
II. A Nanoprata é um material que possui propriedades mecânicas similares aos nanotubos de carbono, isso acontece porque ambos têm o carbono como principal elemento de sua composição.
III. Os nanotubos de carbono apresentam baixa capilaridade e uma baixa resistência mecânica.
IV. Os nanomateriais de base orgânica como os nanotubos de carbono e grafeno tem o carbono como principal elemento em sua composição.

É correto o que se afirma em

Alternativas
Alternativa 1:

I, apenas.

Alternativa 2:

I e IV, apenas.

Alternativa 3:

II e III, apenas.

Alternativa 4:

I, II e III, apenas.

Alternativa 5:

I, II, III e IV.

Questão 4
Um compósito é um material formado pela combinação de dois ou mais componentes com propriedades distintas, como um reforço (fibras) e uma matriz (polimérica, metálica ou cerâmica). Essa união resulta em um material com desempenho superior ao dos componentes isolados.
Fonte: VISCONCINI, A. R. Materiais de Construção Mecânica. Maringá: Unicesumar, 2021.

Sobre os materiais compósitos, analise as afirmativas a seguir:

I. O Latão pode ser considerado um material compósito, resultado da mistura do cobre com o zinco.
II. O Aço-carbono pode ser considerado um material compósito, já que é composto por ferro (metal) e carbono (não metal).
III. Nos compósitos fibrosos, as fibras são responsáveis por fornecer resistência mecânica, enquanto a matriz mantém as fibras posicionadas.
IV. Fibras utilizadas como reforço em compósitos podem ter orientação aleatória ou direcionada, e podem ser aplicadas de forma dispersa.

É correto o que se afirma em:

Alternativas
Alternativa 1:

I e II, apenas.

Alternativa 2:

III e IV, apenas.

Alternativa 3:

I, II e III, apenas.

Alternativa 4:

I, II e IV, apenas.

Alternativa 5:

I, II, III e IV.

Questão 5
O diagrama Fe-C é crucial para entender as transformações estruturais dos materiais ferrosos, como aços e ferros fundidos. Ele guia a seleção de composições e temperaturas ideais para otimizar propriedades mecânicas, como resistência e ductilidade, sendo fundamental na produção de componentes de alta qualidade para diversas aplicações industriais.

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​Fonte: Callister Jr. e Rethwisch (2013, p. 272).

Sobre o diagrama Fe-C, assinale a alternativa correta.

Alternativas
Alternativa 1:

A fase de austenita inicia em 600°C.

Alternativa 2:

A menor temperatura de fusão de um metal ferroso é 1300°C.

Alternativa 3:

Conforme aumentamos o teor de cementita em um material ferroso, aumentamos também sua ductilidade.

Alternativa 4:

Conforme aumentamos o teor de ferrita em um metal ferroso, aumentamos também seu limite de escoamento.

Alternativa 5:

Podemos afirmar que um aço com 0,2% de carbono e a uma temperatura de 500°C contém uma quantidade maior de ferrita em comparação com a cementita.

Questão 6
Os materiais semicondutores, como o silício e o germânio, são fundamentais para a fabricação de componentes eletrônicos, como transistores, diodos e circuitos integrados. Sua capacidade de controlar a condutividade elétrica por meio de dopagem ou variação de temperatura revolucionou a tecnologia moderna.
Sobre os semicondutores, analise as afirmativas a seguir:

I. O semicondutor extrínseco tipo P é o semicondutor que passou pelo processo de dopagem, e nesse processo de dopagem utilizam-se átomos que possuem 3 elétrons em sua camada de valência.
II. O semicondutor extrínseco tipo N é o semicondutor que passou pelo processo de dopagem, e nesse processo de dopagem utilizam-se átomos que possuem 5 elétrons em sua camada de valência.
III. O aço inoxidável é exemplo de um material semicondutor, pois ele possui condutividade elétrica maior que os materiais cerâmicos e menor que o cobre.
IV. O diodo é formado pela junção de um semicondutor extrínseco tipo P e um tipo N, e tem como utilidade básica permitir o fluxo de corrente apenas em um sentido.

É correto o que se afirma em

Alternativas
Alternativa 1:

I e II, apenas.

Alternativa 2:

I e IV, apenas.

Alternativa 3:

II e IV, apenas.

Alternativa 4:

I, II e IV, apenas.

Alternativa 5:

I, II, III e IV.

Questão 7
Os biomateriais são materiais desenvolvidos para interagir com sistemas biológicos, sendo utilizados em dispositivos médicos, próteses, implantes e terapias regenerativas. Podem ser metálicos, cerâmicos, poliméricos ou compósitos.
Fonte: ​VISCONCINI, A. R. Materiais de Construção Mecânica. Maringá: Unicesumar, 2021.

Sobre os biomateriais, analise as afirmativas a seguir:

I. Para um material ser utilizado como elemento substituto do osso, este elemento deve possuir baixo módulo de elasticidade.
II. Biomateriais cerâmicos podem ser utilizados em implantes ósseos devido à sua similaridade com a composição mineral dos ossos.
III. O titânio é um material que pode ser utilizado em próteses para substituição de partes de ossos, pois é um material biocompatível.
IV. A Limonita é um biomaterial metálico amplamente utilizado para aderência da prótese com o osso.

É correto o que se afirma em:

Alternativas
Alternativa 1:

I, apenas.

Alternativa 2:

I e II, apenas.

Alternativa 3:

I e III, apenas.

Alternativa 4:

I e IV, apenas.

Alternativa 5:

II e III, apenas.

Questão 8
Os biomateriais são projetados para interagir de forma segura e eficiente com tecidos e sistemas biológicos, sendo essenciais em aplicações como implantes, próteses e terapias regenerativas. Sua biocompatibilidade e funcionalidade os tornam fundamentais para avanços na medicina e na qualidade de vida.
Sobre os biomateriais, analise as afirmativas a seguir:

I. O Titânio e o aço SAE1045 podem ser utilizados em próteses para substituição dos ossos, o aço 1045 para esta aplicação deve antes receber um tratamento térmico.
II. Biomateriais como o hidroxiapatita são amplamente utilizados em implantes ósseos devido à sua similaridade com a composição mineral dos ossos.
III. A biocompatibilidade é uma propriedade essencial dos biomateriais, garantindo que eles não causem reações adversas no organismo.
IV. Materiais bioinertes são aqueles que se degradam rapidamente quando em contato com o corpo humano.

É correto o que se afirma em:

Alternativas
Alternativa 1:

I, apenas.

Alternativa 2:

I e II, apenas.

Alternativa 3:

II e III, apenas.

Alternativa 4:

I, III e IV, apenas.

Alternativa 5:

I, II, III e IV.

Questão 9
Nanomateriais são materiais que possuem pelo menos uma de suas dimensões na escala nanométrica, ou seja, da ordem de bilionésimos de metro. Devido ao seu tamanho extremamente reduzido, apresentam comportamentos físicos e químicos diferentes do material na macroescala.

Sobre os nanomateriais, analise as afirmativas a seguir:

I. A nanoprata é formada por aglomerados de átomos de prata metálica, que podem apresentar formas cilíndrica, esférica, de bastonete ou prismática.
II. Os nanomateriais de base orgânica tem como principal elemento o ouro em sua composição.
III. Os nanomateriais de base orgânica tem como principal elemento a Prata em sua composição.
IV. Grafeno, fulereno e nanotubos de carbono são nanomateriais formados a partir do elemento Carbono.

É correto o que se afirma em:

Alternativas
Alternativa 1:

I, apenas.

Alternativa 2:

I e II, apenas.

Alternativa 3:

I e III, apenas.

Alternativa 4:

I e IV, apenas.

Alternativa 5:

II e IV, apenas.

Questão 10
Os semicondutores são materiais com condutividade elétrica intermediária entre condutores e isolantes, podendo ser ajustada por dopagem ou influências externas, como temperatura e campo elétrico. Elementos como o silício e o germânio são amplamente utilizados na produção de dispositivos eletrônicos essenciais.
​VISCONCINI, A. R. Materiais de Construção Mecânica. Maringá: Unicesumar, 2021.

Sobre os semicondutores, analise as afirmativas a seguir:

I. O diodo é um componente eletrônico formado pela junção de um semicondutor tipo P com um tipo N, permitindo o fluxo de corrente elétrica em apenas um sentido.
II. O semicondutor extrínseco tipo N é obtido pela dopagem de um semicondutor intrínseco com átomos pentavalentes, que possuem cinco elétrons na camada de valência. Essa dopagem introduz elétrons livres como principais portadores de carga.
III. A liga metálica Bronze é um exemplo de semicondutor, pois sua condutividade é melhor que a do aço-carbono e menor que a do cobre.
IV. O semicondutor extrínseco tipo P é obtido por meio da dopagem de um semicondutor intrínseco com átomos trivalentes, que possuem três elétrons na camada de valência. Essa dopagem cria lacunas (portadores de carga positivos).

É correto o que se afirma em:

Alternativas
Alternativa 1:

I e II, apenas.

Alternativa 2:

I e IV, apenas.

Alternativa 3:

II e IV, apenas.

Alternativa 4:

I, II e IV, apenas.

Alternativa 5:

I, II, III e IV.

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