Engenharia Mecânica: Ruído Industrial e Sensores

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Questions and Answers

Qual é a principal função dos sensores de vibrações?

Medir somente a pressão do ar

Medir temperatura sem contacto

Detectar vibrações que os sentidos humanos não percebem (correct)

Registrar a umidade do ambiente

Quais características os sensores de deslocamento possuem?

Precisam de contacto para medições precisas

Podem operar em ambientes molhados sem problemas

Podem medir vibrações até 10 KHz e são móveis

Instalados permanentemente e medem até 2 KHz (correct)

Qual é uma desvantagem dos sensores de velocidade?

Não detectam vibrações em estruturas grandes

Sempre exigem instalação temporária

Necessitam de um sistema complexo de alimentação

Frequência limite superior reduzida de 1000 Hz (correct)

Os sensores de vibrações são fundamentais para medir...

Vibrações em veios ou estruturas sem necessidade de contacto Signup and view all the answers

Qual é a principal vantagem dos sensores de velocidade em relação aos sensores de deslocamento?

Não precisam de sistema de condicionamento do sinal Signup and view all the answers

Qual é a principal função de um sismógrafo?

Detectar e medir ondas sísmicas Signup and view all the answers

O que caracteriza as ondas P durante um sismo?

Movimentam partículas de forma paralela à direção de propagação Signup and view all the answers

Como é quantificada a energia dos terremotos?

Utilizando a escala de Ritcher Signup and view all the answers

Qual é a velocidade média das ondas P?

4,5 km/s Signup and view all the answers

Qual dos seguintes aspectos é medido pela escala de Mercalli?

A intensidade do sismo através dos danos observados Signup and view all the answers

Qual é a relação entre o intervalo S-P e a distância do sismógrafo ao epicentro?

Quanto maior o intervalo S-P, mais longe está o epicentro Signup and view all the answers

Qual é um componente fundamental do sistema de um sismógrafo?

Um sistema massa-mola Signup and view all the answers

Qual movimento das ondas S é responsável por sua característica destrutiva?

Partículas movendo-se perpendicularmente à direção de propagação Signup and view all the answers

Qual é a principal diferença entre a Escala de Richter e a Escala de Mercalli?

A Escala de Mercalli é baseada no relato das pessoas. Signup and view all the answers

O que é necessário para calcular a energia libertada por um sismo na Escala de Richter?

A magnitude do sismo e o sistema CGS de unidades. Signup and view all the answers

O que caracteriza um sismo que recebe magnitude 7 na Escala de Richter e classificação 1 na Escala de Mercalli?

Não gerar relatos significativos de intensidade. Signup and view all the answers

Qual é a unidade de energia do sistema CGS?

Erg Signup and view all the answers

O que é um dispositivo de controle passivo em estruturas e edifícios?

Um dispositivo que absorve energia e reduz vibrações. Signup and view all the answers

Qual é a função da gaiola antissísmica?

Reduzir as vibrações transmitidas a edifícios. Signup and view all the answers

Como a escala de Richter permite comparar terremotos?

Através da magnitude calculada com base em medições diretas. Signup and view all the answers

Qual deve ser a informação crucial para determinar os efeitos de um sismo segundo a Escala de Richter?

A localização exata do epicentro. Signup and view all the answers

Qual é a principal função dos acelerómetros?

Medir a vibração ou aceleração do movimento Signup and view all the answers

Qual é a consequência do fenômeno da ressonância em estruturas?

Danos potenciais a equipamentos e estruturas Signup and view all the answers

O que pode ser feito para evitar a ressonância em um sistema?

Alterar a massa ou rigidez do sistema Signup and view all the answers

Como a frequência natural de um sistema oscilatório é caracterizada?

Como a frequência à qual a mola vibra Signup and view all the answers

O que é a frequência perturbadora?

A frequência da rotação de um motor Signup and view all the answers

Qual é uma aplicação comum dos acelerómetros?

Medição de vibrações em máquinas Signup and view all the answers

Durante qual fase as frequências naturais do sistema não devem coincidir com a frequência perturbadora?

Regime permanente Signup and view all the answers

Qual é a faixa de frequência típica de vibrações de sismos mencionada?

5 a 15 Hz Signup and view all the answers

O que é o ensaio de impacto utilizado para diagnóstico de ressonância?

Um teste com a máquina parada Signup and view all the answers

O que se entende por frequência natural de um sistema massa-mola?

A frequência que um sistema vibra naturalmente Signup and view all the answers

Em que contexto os acelerómetros são usados para manter o ecrã na vertical?

Em tablets e telemóveis Signup and view all the answers

Qual a relação entre a frequência natural e a frequência perturbadora em um sistema em ressonância?

São iguais Signup and view all the answers

Qual é o impacto de um corpo entrar em ressonância?

Destruição potencial do equipamento Signup and view all the answers

Qual dos seguintes não é um uso dos acelerómetros?

Calibração de instrumentos de medição de pressão Signup and view all the answers

Study Notes

Ruído Industrial e Poluição Sonora

O tema é Ruído Industrial e Poluição Sonora, abordando o tema de Engenharia Mecânica.
O documento foi apresentado pelo Professor Assistente Carlos Renato em setembro de 2024.

Sensores de Vibrações

Os sensores de vibrações são instrumentos para garantir objetividade ao medir o que os sentidos humanos não detectam.
Os sensores medem deslocamento, velocidade e aceleração.

Sensores de Deslocamento

Vantagens: Medem vibrações em eixos e estruturas sem contacto.
Características: Só medem vibrações até 2kHz. São sensores instalados permanentemente.

Acelerómetros - Princípio de Funcionamento

São sensores que medem a vibração ou aceleração do movimento de uma estrutura.
A força, causada pela vibração, pressiona o material piezoeléctrico, gerando uma carga elétrica proporcional a essa força.
Aplicação: São utilizados em máquinas e para medir a transmissibilidade de vibrações em humanos, além de sistemas de navegação de aeronaves e mísseis.
Curiosidade: Acelerómetros são usados para manter a verticalidade em tablets e smartphones.

Gama Operacional

Mostra o alcance de cada tipo de sensor em relação à frequência.
Acelerómetros: Funcionam numa gama mais ampla de frequências altas.
Sensores de velocidade: Apresentam uma frequência limite superior reduzida.
Sensores de deslocamento: Demonstra uma menor frequência de operação.

Fenómeno da Ressonância

Fenómeno destrutivo, podendo afetar edifícios, estruturas metálicas e máquinas.

Conceito de Frequência Natural (Wn)

Um sistema oscilatório, como um sistema massa-mola, vibra numa frequência específica chamada frequência natural.
A frequência natural é determinada pela rigidez (k) e massa (m) do sistema.

Conceito de Frequência Perturbadora (Wp)

A frequência perturbadora é a frequência de vibrações em equipamentos ou fontes externas, como a velocidade de rotação de equipamentos, sismos, ou velocidade do vento.

Ressonância

Um corpo entra em ressonância quando uma força perturbadora coincide com uma das suas frequências naturais.
A frequência natural é igual à frequência perturbadora.
Consequências graves para equipamentos/estruturas.
Solução: Ajustar a frequência natural para evitar ressonância.

Regime de Funcionamento de Máquinas Rotativas

Regime transitório: Fase inicial de arrancada da máquina, com frequências variadas.
Regime permanente: Fase após o desaparecimento das frequências transitórias, onde a máquina mantém-se a uma frequência única de rotação.

Projeto de Estruturas Complexas

Cálculo dos modos de vibrações em estruturas complexas ou máquinas, na fase de projeto.

Diagnóstico de Ressonância

Testes com a máquina parada (ensaio de impacto).
A máquina responde ao impacto vibrando por um curto período, numa frequência natural.
O acelerómetro mede a resposta da máquina.

Sismos

Sismógrafos detectam e medem vibrações em resposta ao movimento do solo causado por sismos.
Usados na sismologia.
Determinam o foco (hipocentro) e o ponto onde chega na superfície (epicentro).
A escala de Richter quantifica a energia de terremotos.

Ondas Sísmicas

Ondas P (primárias): Movem as partículas do solo paralelamente à direção de propagação da onda. São as primeiras a serem detectadas.
Ondas S (shear): Movem as partículas perpendicularmente à direção de propagação da onda. Causam maior destruição.
Variações na distância d/ epicentro são determinadas pela diferença entre a onda P e S.
Necessário múltiplos sismógrafos para determinar com exatidão epicentro do sismo.

Escala de Mercalli

Representa a intensidade do sismo e efeitos produzidos no solo.
Indicada pela observação dos danos.

Escala de Richter

Representa a energia libertada pelo sismo.
Os dados são coletados pelos sismógrafos.

Cálculo da Escala de Richter

Fórmula: Log E = 11,8 + 1,5M.
E: Energia libertada.
M: Magnitude do sismo.

Controlo de Vibrações em Estruturas e Edifícios

Controlo passivo: Absorve energia dos sistemas, reduzindo vibrações através de simples instalação.
O movimento do pistão convertido em calor através do amortecimento.
Controlo activo: sistema adaptável às mudanças dos parâmetros de carga na estrutura. Controla vibrações numa gama variável de frequências. Permitem um controlo maior das forças externas.

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Description

Este questionário aborda temas cruciais na Engenharia Mecânica, como Ruído Industrial e Poluição Sonora, além de discutir diferentes tipos de sensores de vibrações e deslocamento. Aprofunde-se nos princípios de funcionamento dos acelerômetros e suas aplicações em estruturas e máquinas. Ideal para estudantes da área de engenharia.