Você foi contratado como engenheiro por uma empresa responsável pela manutenção de elevadores em edifícios comerciais. Durante uma inspeção de rotina, foi solicitado que você avaliasse a segurança do sistema de cabos de um elevador que apresenta sinais de desgaste após anos de uso.
O elevador opera transportando até 8 pessoas, considerando uma massa média de 75 kg por pessoa, além da cabine com massa de 600 kg. O sistema utiliza um único cabo de aço carbono, com área da seção transversal de 200 mm².
Seu papel é verificar se o cabo atual ainda opera em condições seguras e propor uma análise complementar com base em ensaios laboratoriais.

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Responda de forma dissertativa às questões a seguir, tentando relacionar os diversos dados e informações disponibilizados na questão, bem como o conhecimento adquirido em nossas aulas e no livro da disciplina.

PARTE 1 – Análise Mecânica
Considerando a aceleração da gravidade igual a 9,81 m/s²:
a) Determine a força total suportada pelo cabo quando o elevador está com carga máxima.b) Calcule a tensão normal atuante no cabo.

c) Sabendo que o limite de escoamento do aço carbono é de 250 MPa, verifique se o cabo está operando em regime seguro (considere apenas comparação direta, sem coeficiente de segurança).

Após a análise inicial, a equipe de manutenção identificou sinais de desgaste no cabo de aço do elevador, como deformações permanentes e indícios de fadiga. Por esse motivo, foi recomendada sua substituição preventiva, visando garantir a segurança dos usuários. Nesse contexto, surgiu a necessidade de avaliar se o aço carbono ainda é a melhor opção ou se a liga de titânio, apesar do maior custo, poderia oferecer melhor desempenho mecânico.

Como engenheiro responsável, você deverá realizar ensaios no laboratório virtual (MECÂNICA E RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS – Ensaio de Tração), comparar o comportamento dos materiais e, com base nos resultados, tomar uma decisão técnica sobre qual material é mais adequado para a aplicação. O ensaio com a liga de aço de carbono gerou o seguinte gráfico.

Figura 1 – Gráfico de tensão vs. deformação da liga de aço de carbono
Fonte: o autor.

A partir do gráfico gerado para a liga de aço de carbono e do gráfico que você gerou para o corpo de prova de liga de titânio, identifique:

a) O limite de escoamento (aproximado) para cada material. Além disso, identifique o comportamento dos materiais após o escoamento, verificando se os materiais analisados são dúcteis ou frágeis.
b) Comparando os materiais, determine qual material apresenta maior resistência mecânica e maior capacidade de deformação antes da ruptura.
c) Com base nas respostas, qual material você, como engenheiro, recomendaria para aplicação no elevador?