Questão de Engenharia Mecânica · FGV DPE-RS 2023 (nº 42)

Um diagrama tensão-deformação é um gráfico que mostra como um material se comporta sob carga, relacionando a tensão (força por área, que indica o esforço interno) com a deformação (mudança de forma relativa ao tamanho original, que indica o quanto ele estica ou encolhe). Este diagrama revela propriedades cruciais como a rigidez (inclinação da curva), a resistência (tensão máxima que suporta) e a ductilidade (capacidade de deformar plasticamente antes de quebrar).

Analisando os diagramas:

• Diagrama (1): Mostra um comportamento elástico (linear) seguido por uma região de deformação plástica (não-linear) antes da fratura. Atinge uma tensão máxima relativamente alta e uma deformação na fratura moderada. Isso é típico de um material dúctil com boa resistência.
• Diagrama (2): Mostra um comportamento quase linear até a fratura, com uma tensão máxima relativamente baixa e uma deformação na fratura muito pequena. Isso é característico de um material frágil, que quebra abruptamente sem deformação plástica significativa.

(A) Incorreta: O vidro e a cerâmica são materiais frágeis, ambos teriam um diagrama semelhante ao (2), não havendo um material dúctil para o diagrama (1).
(B) Incorreta: O concreto e a cerâmica são materiais frágeis, ambos teriam um diagrama semelhante ao (2), não havendo um material dúctil para o diagrama (1).
(C) Incorreta: O aço típico (especialmente aços estruturais comuns) é um material muito dúctil, com uma região plástica e deformação na fratura geralmente muito maiores do que o mostrado no diagrama (1). O concreto se encaixaria no diagrama (2), mas o aço não se encaixa bem no (1).
(D) Incorreta: O alumínio estrutural (1) é um bom candidato para o diagrama (1), pois é dúctil e tem boa resistência. A cerâmica (2) é um bom candidato para o diagrama (2), pois é frágil. No entanto, a alternativa (E) é considerada a correta, o que implica que o concreto é uma representação mais adequada para o diagrama (2) neste contexto específico, talvez por ser um material estrutural mais frequentemente comparado com metais dúcteis em discussões de projeto. Armadilha da banca: Esta alternativa é muito tentadora porque tanto a cerâmica quanto o concreto são materiais frágeis e se encaixam bem no diagrama (2). A distinção aqui é sutil e pode depender do foco do curso ou da intenção da questão em contrastar materiais estruturais comuns.
(E) Correta: O alumínio estrutural (1) é um material dúctil com boa resistência e uma região plástica antes da fratura, o que é bem representado pelo diagrama (1). O concreto (2) é um material clássico frágil à tração, com baixa resistência e deformação mínima antes da fratura, o que se encaixa perfeitamente no diagrama (2). A combinação de um metal dúctil (alumínio) com um material compósito frágil (concreto) é uma representação comum de contraste em engenharia mecânica e civil.