O professor Jhonatan Breno apresenta uma aula prática sobre ciência dos materiais, abordando propriedades de metais, polímeros, cerâmicas e compostos, com experimentos ao vivo no laboratório da faculdade.
Dilatação Linear em Metais ⏱ 7:29
•O dilatador linear mede a dilatação em milímetros.•Metais como alumínio, bronze e latão dilatam de forma diferente; o latão dilatou 4 mm.•A dilatação ocorre porque as partículas se agitam com o aumento de temperatura, aumentando a distância entre elas.•Ao resfriar, o latão volta à forma original.•Importância na engenharia: em trilhos ferroviários, é necessário deixar espaço para dilatação; em fios elétricos, a barriga (folga) evita rupturas.•Quanto mais denso o material, menor a dilatação; quanto menos denso, maior a dilatação.Polímeros: Termofixos e Termoplásticos ⏱ 20:18
•Polímeros são compostos por ligações moleculares entre carbono e hidrogênio.•Exemplos de polímeros sintéticos: isopor, luva de látex, borracha, capacete de PET, colher de plástico, PVC.•Polímeros naturais: algodão, luva de látex (extraída da seringueira), madeira (celulose).•Polímeros naturais geralmente se decompõem na natureza; os sintéticos são os piores vilões da poluição, demorando anos para se decompor.•Termofixos (ex.: colher de plástico) suportam temperaturas mais altas, mas quando atingem o ponto de degradação, não voltam ao estado original.•Termoplásticos (ex.: cano PVC) amolecem com calor e endurecem ao esfriar, podendo voltar à forma original.•Na engenharia civil, a profundidade da tubulação exige escolha do PVC correto, pois a temperatura aumenta com a profundidade.Cerâmicas: Propriedades e Exemplos ⏱ 28:09
•Cerâmica é um dos materiais mais antigos, usado desde a Idade da Pedra.•Exemplos: porcelana, tijolo (base de solo, que pode ser aquecido ao fogo ou seco ao sol), vidro (cerâmica que exige alta temperatura na fabricação).•Propriedade: isolante acústico e retém calor (usada em fornos refratários).•Dureza alta, mas fragilidade a impactos: uma vidraria de cerâmica quebra facilmente, ao contrário de metais, polímeros ou compostos.•A cerâmica demora a perder o calor, diferente dos metais e polímeros.Compostos: Junção de Materiais ⏱ 32:25
•Compostos são a junção de dois ou mais materiais (metais, polímeros ou cerâmicos).•Exemplos: concreto (pode ter adição de metais ou polímeros/aditivos), escória com resina epóxi (leve e permeável), pneu (borracha com fios de metal que ajudam na propriedade).•Componentes eletrônicos: alguns estudiosos consideram um quarto material, pois possuem memória e outras propriedades que os demais não têm.•Na quarta revolução industrial, esses materiais eletrônicos são cada vez mais importantes.Ensaios de Compressão: Corpos de Prova ⏱ 39:00
•Corpos de prova de bloco cerâmico: cortado ao meio, encaixado e capeado nas extremidades para superfícies paralelas.•Corpo de prova de concreto: capeado com enxofre derretido; altura 20 cm, largura 10 cm (metade da altura).•Prensa hidráulica realiza compressão axial, medindo em toneladas.•Resultados: - Bloco cerâmico: 3,55 toneladas.
- Tijolo ecológico: 4,18 toneladas.
- Concreto: primeiro corpo 11,66 toneladas; segundo 14,43 toneladas.
•A área do corpo de prova de concreto é calculada a partir do diâmetro (10 cm) para obter a tensão em MPa.•Dever de casa: converter toneladas para quilogramas e dividir pela área para achar o valor em MPa.Pontos-chave
•Metais apresentam dilatação linear mensurável; o latão dilatou 4 mm no experimento.•Polímeros termofixos (colher) degradam-se irreversivelmente com calor; termoplásticos (PVC) amolecem e endurecem de novo.•Cerâmicas são duras e retêm calor, mas são frágeis a impactos.•Compostos como concreto, escória com resina e pneu combinam materiais para propriedades específicas.•Componentes eletrônicos podem ser considerados um quarto material devido a propriedades como memória.•O ensaio de compressão axial em corpos de prova fornece valores em toneladas; para converter em MPa, divide-se a carga pela área.Conclusão
A aula prática demonstrou na prática as propriedades dos materiais, desde dilatação até ensaios de compressão, reforçando a importância do conhecimento técnico para engenheiros.
