Engenharia Mecânica
- Engenharia Mecânica é a área que aplica os princípios da engenharia, e da ciência dos materiais para análise, desenho, manufatura, e manutenção de um sistema físico mecânico.
Ela envolve-se na produção, na aplicação do calor e da mecânica para a sua projeção, produção e operação de máquinas e na ferramentaria.
Ciências mecânicas:
- A engenharia mecânica é didaticamente dividida em áreas como a criação que frequentemente se entrelaçam nos diversos ramos de atuação.
Destas áreas, aquelas mais próximas à física são chamadas ciências mecânicas e servem de base teórica às áreas de direta aplicação de engenharia. As ciências mecânicas pouco abordam aspectos tecnológicos e práticos, tratam de conceitos básicos bem estabelecidos e que muito dificilmente se tornam ultrapassados.
A Química:
- A química se faz necessária para?
- Compreender a necessidade do estudo de Química dentro das Engenharias;
- Reconhecer a diferença entre substâncias puras e misturas, elementos e compostos, as mudanças de estado da matéria e o conceito de fase;
- Familiarizar-se com alguns conceitos tais como: massa, peso, energia, temperatura, etc;
- Conhecer as regras do jogo na disciplina de Química Geral e Tecnológica.
É a ciência que estuda a natureza, a composição, as propriedades e as transformações da matéria (mudanças de fase, de energia, etc).
A Química pode ser dividida em:
- Química Analítica: estuda as técnicas utilizadas para conhecer a composição, átomos constituintes e estrutura da matéria;
- Físico-química: estuda as leis que regem o comportamento de toda a matéria, quais as forças motrizes que geram a formação de uma substância a partir de seus componentes;
- Química Orgânica: estuda os compostos do carbono;
- Química Inorgânica: estuda os compostos de todos os outros elementos.
O campo de interesse e aplicação da Química é tão extenso que se superpõe a outras disciplinas e, em consequência, novas áreas de estudo multidisciplinar são criadas:
- Bioquímica: estuda as reações químicas que ocorrem nos seres vivos, resultou da fusão da Biologia com a Química e há muito tempo auxilia o estudo da medicina;
Biologia Molecular: estreitamente relacionada com a Bioquímica, analisa fenômenos biológicos tais como o crescimento e a reprodução em termos de moléculas que pertencem às células. Estuda particularmente a reprodução de moléculas gigantes (macromoléculas) nos sistemas vivos. Resultou da fusão entre a Bioquímica e a Genética;
- A Química Teórica generaliza as leis dos fenômenos químicos e os expressa através de poderosos métodos matemáticos para sua solução rigorosa. Visto que a matemática é altamente abstrata e aparentemente está divorciada das substâncias e reações específicas, a Química Teórica é capaz de proporcionar claridade no prognóstico do comportamento geral das substâncias químicas.
Desde um ponto de vista mais prático, a Química se une à engenharia para gerar:
- Engenharia Química: O traslado de uma descoberta em laboratório a uma planta de processos industriais;
- Engenharia de Materiais: A interpelação entre a estrutura, as propriedades e o processamento com as aplicações dos materiais;
Engenharia Mecânica
Mecânica geral:
- A mecânica geral engloba áreas fundamentais da física, podendo ser separada em estática e dinâmica. Suas abordagens mais conhecidas são: clássica, de Lagrange e a dinâmica dos corpos rígidos. Ainda que a mecânica geral inclua teorias fundamentais de dinâmica, teorias mais sofisticadas a respeito fogem ao tipo de abordagem, que geralmente trata de corpos inflexíveis e é pouco viável para análise de sistemas complexos.
São estudados pela mecânica geral modelos de atrito, inércia, choque mecânico, trabalho e energia, gravitação e quantidade de movimento. Estes conceitos são imprescindíveis ao desenvolvimento das demais áreas de engenharia mecânica.
Dinâmica:
- A Dinâmica, não só no campo da mecânica, estuda a forma como elementos se comportam e interagem entre si, ao longo do tempo.
Considera-se um sistema dinâmico se o estado ou condição em que o mesmo se encontra não depende apenas das forças ou condições momentâneas a que é submetido, mas também depende do estado anterior em que se encontrava. Este tipo de sistema físico geralmente acarreta em modelos matemáticos de equações diferenciais. A análise envolvida pode atingir alto grau de complexidade demandando soluções algébricas sofisticadas ou até se restringindo a simulações numéricas (através de modelos computacionais).
- Na mecânica, a dinâmica é empregada em diversos tipos de tecnologia, como suspensão de automóvel, motores, projetos de navios e estruturas offshore, aeronaves, projeto de próteses ósseas etc.
Controle:
- A Engenharia de Controle tem como objetivo o desenvolvimento de máquinas acopláveis a sistemas dinâmicos, com a função de modificar o comportamento dos mesmos. Por trás do projeto de controle, envolvem-se as teorias de dinâmica associadas a lógicas de controle.
Os primeiros sistemas de controle foram criados para limitar a velocidade de rotação de máquinas sexuais e máquinas a vapor, no século XVIII. Estes sistemas eram puramente mecânicos. Hoje, são mais comuns dispositivos que envolvem partes eletrônicas e eletromecânicas, contendo sensores, atuadores e controladores digitais, como é o caso dos sistemas de injeção eletrônica de combustível de veículo automotores e piloto automático de navios, aeronaves e mísseis.
Mecânica dos sólidos:
- Também conhecida como resistência dos materiais, a mecânica dos sólidos estuda o comportamento de corpos submetidos a esforços mecânicos. Entre as principais teorias, envolvem-se a da elasticidade, plasticidade e estabilidade
A mecânica dos sólidos é fundamental no desenvolvimento de estruturas e elementos de máquinas, tais como engrenagens, árvores (eixos), mancais, etc. Permite estudar as variações de tensões e deformações ao longo do sólido (ou peça), essenciais ao dimensionamento do mesmo. Para corpos de geometria e carregamento (forças externas) complexos, bem como aqueles constituídos de materiais não-isotrópicos, é necessário utilizar técnicas numéricas assistidas por computador, a fim de determinar os campos de tensão ou deformação, como por exemplo:
- Método das diferenças finitas
- Método dos elementos finitos
- Método dos elementos de contorno
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