Um engenheiro está projetando um sistema de refrigeração para um laboratório de pesquisa que requer controle preciso de temperatura. Para otimizar o desempenho do ciclo de refrigeração, ele precisa compreender as transformações de energia envolvidas.
Em um ciclo ideal de refrigeração por compressão de vapor, qual a descrição correta da principal função do compressor e sua relação com a Primeira Lei da Termodinâmica?

Em um projeto de transmissão de potência para um protótipo de veículo de pesquisa em um laboratório de Engenharia Mecânica de uma universidade federal, um Engenheiro Mecânico está analisando um eixo cilíndrico maciço de aço. O eixo está submetido simultaneamente a uma carga axial de tração e a um torque de torção.
Para garantir a integridade do eixo, o engenheiro precisa aplicar um critério de falha de escoamento para tensões combinadas. O critério de Von Mises é o mais adequado para o material (aço), que é dúctil.
Conceitualmente, qual é a principal finalidade da aplicação do critério de Von Mises nesse contexto?

Em um projeto de pesquisa de ponta para otimizar o desempenho de materiais compósitos em condições extremas, um Engenheiro Mecânico de uma universidade federal está investigando as implicações da Anisotropia nas propriedades mecânicas. Ao comparar o comportamento de uma amostra de material isotrópico com o de uma amostra de material anisotrópico sob carregamentos idênticos, ambos em regime elástico, qual será a principal diferença no comportamento elástico que o engenheiro esperaria encontrar entre esses dois materiais?

Durante o desenvolvimento de um novo processo de fabricação para componentes críticos de motores à combustão interna em uma universidade federal, um Engenheiro Mecânico é responsável por selecionar o tratamento térmico mais adequado para uma liga de aço-carbono hipoeutetoide, visando propriedades como tenacidade e estabilidade dimensional. Para isso, a peça será aquecida até a região austenítica e, em seguida, resfriada lentamente ao ar.
Considerando os mecanismos de transformação de fase em aços-carbono hipoeutetoides, qual é a principal razão para essa escolha de resfriamento, e qual microestrutura é predominantemente formada?

Durante a manutenção de um equipamento de centrifugação de partículas utilizado em experimentos de separação térmica em um laboratório de engenharia de materiais de uma universidade federal, um Engenheiro Mecânico foi designado para avaliar os esforços dinâmicos atuantes no tambor rotativo, a fim de verificar a integridade das fixações internas. O tambor possui formato cilíndrico com raio interno inicial r₁ = 0,20 m e o raio externo r₂ = 0,36 m.
Durante os testes, o tambor gira com velocidade angular constante de = 10rad/s. O engenheiro deseja estimar o incremento da aceleração centrípeta que atua em partículas que migram do centro do tambor até a extremidade durante a rotação.
Utilize a seguinte equação da aceleração centrípeta:
Com base nessas informações, qual é o aumento percentual aproximado da aceleração centrípeta sofrida pela partícula ao migrar de r₁ até r₂?

Em uma licitação para a instalação de um sistema de climatização em um edifício público, a equipe de orçamento levantou que a instalação de um duto metálico de 1 m² exige:
    • 2,5 h de trabalho de um mecânico montador (R$ 28,50/h),
    • 1,2 m² de chapa galvanizada (R$ 58,00/m²),

• Consumíveis diversos estimados em 5% do valor da chapa.

Considerando que a composição do custo unitário deve seguir a metodologia indicada pelo TCU (2014), qual é o custo direto unitário para a instalação de 1 m² do duto?

No planejamento e na otimização de sistemas de ventilação e climatização em uma universidade federal, um Engenheiro Mecânico está encarregado de aprimorar o projeto de um duto retilíneo para minimizar as perdas de carga distribuídas do escoamento de ar. O objetivo é identificar a intervenção que traria a redução mais significativa nas perdas de energia.
Para essa análise, a equipe utiliza a Equação de Darcy-Weisbach para perdas de carga distribuídas:

Onde:
h_f é a perda de carga (em termos de altura de coluna de fluido).
f é o fator de atrito de Darcy, que depende do número de Reynolds e da rugosidade relativa (e/D)
L é o comprimento do duto.
D é o diâmetro hidráulico do duto.
V é a velocidade média do fluido.
g é a aceleração da gravidade.
Considerando que cada intervenção é analisada separadamente, com as demais variáveis fixas, qual ação traria a redução mais significativa em h_f (perdas de carga distribuídas)?

Em um projeto de bancada de testes de alta precisão para um laboratório de Engenharia Mecânica de uma universidade federal, um Engenheiro Mecânico realiza a análise de equilíbrio estático de uma estrutura rígida submetida a forças externas e momentos concentrados, aplicados por dispositivos experimentais fixados à bancada.
Considerando que a estrutura deve permanecer completamente imóvel, sem deslocamento nem rotação, e que o sistema pode ser modelado como um corpo rígido plano (2D), qual condição é correta e suficiente para garantir o equilíbrio estático completo?

No desenvolvimento de projetos de infraestrutura hídrica e sistemas de climatização em uma universidade federal, um Engenheiro Mecânico frequentemente se depara com situações que exigem a aplicação dos princípios de conservação para fluidos. Considere um sistema de irrigação por gotejamento experimental, onde um tubo principal transporta água que é então distribuída para inúmeros gotejadores. Cada gotejador possui uma área de saída (A_g) significativamente menor que a área da seção transversal do tubo principal (A_t).
Considerando que o escoamento da água é incompressível e permanente, qual a descrição correta da relação entre a velocidade média da água no tubo principal (v₁) e a velocidade de saída da água pelos gotejadores (v_g) ?

A avaliação da eficiência de sistemas hidráulicos é uma atribuição fundamental do Engenheiro Mecânico que atua em uma universidade federal, sendo crucial para a otimização energética e a gestão de recursos. Em um cenário prático, ao inspecionar uma bomba hidráulica instalada no sistema de abastecimento de água de um novo laboratório, foram coletados os seguintes dados de operação:
        • Potência elétrica consumida pela bomba:  = 2,5 kW
        • Vazão volumétrica fornecida: Q = 20 L/s
        • Desnível que a bomba deve vencer (carga manométrica total): h = 10m
Considerando a aceleração da gravidade g = 10 m/s² e a densidade da água  = 1000 kg/m³, qual é o rendimento hidráulico aproximado  da bomba?
Utilize as seguintes fórmulas:
Vazão mássica: 
Potência útil (hidráulica): 
Rendimento hidráulico: