🧮Calculadoras

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Potencial de Eletrodo (Nernst)

Calcula o potencial de eletrodo pela equação de Nernst a 25 °C, E = E° − (0,0592 ÷ n) × log₁₀(Q), a partir do potencial padrão E° (V), do número de elétrons trocados n e do quociente reacional Q (razão entre as atividades dos produtos e dos reagentes). O resultado, em volts, é o potencial real do eletrodo em condições diferentes das padrão — fundamental para prever a espontaneidade de reações redox, a tendência à corrosão de um metal num dado meio e o funcionamento de pilhas, baterias e sensores eletroquímicos. Informe o potencial padrão, o número de elétrons e o quociente reacional.

🔌

Corrente de Proteção Catódica

Calcula a corrente necessária para proteção catódica, I = densidade de corrente × área ÷ 1000, multiplicando a densidade de corrente de proteção requerida (mA/m²) pela área da superfície metálica a proteger (m²). O resultado, em amperes, dimensiona os sistemas de proteção catódica — por corrente impressa ou por ânodos de sacrifício — que protegem dutos, tanques enterrados, cascos de navios e estruturas offshore ao polarizar o metal a um potencial imune à corrosão. A densidade requerida depende do meio e do revestimento. Informe a densidade de corrente de proteção e a área a proteger.

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Vida Útil de Ânodo de Sacrifício

Calcula a vida útil de um ânodo de sacrifício, vida = (massa × capacidade) ÷ (corrente × 8760), a partir da massa do ânodo (kg), da capacidade de corrente do material (A·h/kg), da corrente de proteção drenada (A) e das 8760 horas do ano. O resultado, em anos, indica por quanto tempo o ânodo (zinco, alumínio ou magnésio) fornecerá proteção antes de se consumir e precisar ser substituído — essencial no projeto de proteção catódica galvânica de tanques, dutos e estruturas marinhas. Informe a massa, a capacidade do material e a corrente.

🧴

Eficiência de Inibidor de Corrosão

Calcula a eficiência de um inibidor de corrosão, η = (TC₀ − TC_inib) ÷ TC₀ × 100%, comparando a taxa de corrosão sem inibidor (TC₀) com a taxa na presença do inibidor (TC_inib). O resultado, em %, mede quanto o inibidor reduziu a velocidade de corrosão — indicador padrão para avaliar e comparar inibidores em ensaios de laboratório (perda de massa, polarização ou impedância). Inibidores eficientes formam filmes protetores na superfície e alcançam eficiências acima de 90%. É amplamente usado em tratamento de água de caldeiras, sistemas de resfriamento e acidificação de poços. Informe as taxas de corrosão sem e com inibidor.

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Perda no Espaço Livre (FSPL)

Calcula a perda de propagação no espaço livre (FSPL), L = 20·log₁₀(d) + 20·log₁₀(f) + 32,44, a partir da distância d (km) e da frequência f (MHz). O resultado, em dB, é a atenuação que um sinal de rádio sofre apenas por se espalhar no espaço, sem obstáculos — proporcional ao quadrado da distância e da frequência. É o termo central de qualquer cálculo de enlace (link budget): quanto maior a distância ou a frequência, maior a perda e, portanto, maior a potência ou o ganho de antena necessários. A constante 32,44 vale para km e MHz. Informe a distância e a frequência.

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Raio da Zona de Fresnel

Calcula o raio da primeira zona de Fresnel, r = 17,31·√(d₁·d₂ ÷ (f·(d₁+d₂))), a partir das distâncias de cada extremidade ao ponto considerado d₁ e d₂ (km) e da frequência f (GHz). O resultado, em metros, define o elipsoide ao redor da linha de visada direta que deve ficar livre de obstáculos para que um enlace de rádio funcione sem perdas por difração. Regra prática: pelo menos 60% da primeira zona de Fresnel deve estar desobstruída. É essencial no projeto de enlaces ponto a ponto, micro-ondas e Wi-Fi de longa distância. Informe as distâncias e a frequência.

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VSWR (Relação de Onda Estacionária)

Calcula a relação de onda estacionária de tensão (VSWR), VSWR = (1 + |Γ|) ÷ (1 − |Γ|), a partir do módulo do coeficiente de reflexão |Γ|. O resultado (adimensional, expresso como X:1) mede o quão bem uma antena ou carga está casada com a linha de transmissão: VSWR = 1:1 é casamento perfeito (toda a potência é entregue); valores maiores indicam que parte da onda é refletida de volta, formando ondas estacionárias que reduzem a eficiência e podem danificar o transmissor. Aceita-se tipicamente VSWR até 1,5:1 ou 2:1. Informe o módulo do coeficiente de reflexão.

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EIRP (Potência Irradiada Efetiva)

Calcula a potência isotrópica irradiada equivalente (EIRP), EIRP = P_tx + G − L, somando a potência do transmissor P_tx (dBm) ao ganho da antena G (dBi) e subtraindo as perdas dos cabos e conectores L (dB). O resultado, em dBm, é a potência que uma antena isotrópica teórica precisaria irradiar para produzir a mesma densidade de potência na direção de máximo ganho da antena real. É a grandeza regulada pelas agências de telecomunicações (limites legais de EIRP) e o ponto de partida do lado transmissor no cálculo de enlace. Informe a potência do transmissor, o ganho da antena e as perdas.

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Capacidade de Canal (Shannon)

Calcula a capacidade máxima de um canal pela lei de Shannon-Hartley, C = B·log₂(1 + SNR), a partir da largura de banda B (Hz) e da relação sinal-ruído SNR (em valor linear, não em dB). O resultado, em bits por segundo, é o limite teórico absoluto de taxa de transmissão de dados sem erros que um canal ruidoso pode suportar — nenhuma modulação ou codificação consegue superá-lo. Mostra os dois caminhos para mais velocidade: alargar a banda ou melhorar a relação sinal-ruído. É um dos pilares da teoria da informação e do projeto de sistemas de comunicação digital. Informe a largura de banda e a SNR linear.

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Coeficiente de Reflexão

Calcula o coeficiente de reflexão, Γ = (Z_L − Z₀) ÷ (Z_L + Z₀), a partir da impedância da carga Z_L e da impedância característica da linha Z₀ (ohms). O resultado (adimensional, entre −1 e 1) indica a fração da onda incidente que é refletida pela descontinuidade de impedância: Γ = 0 significa casamento perfeito (nenhuma reflexão); Γ = ±1 é reflexão total (circuito aberto ou em curto). É a base do casamento de impedâncias em linhas de transmissão e se relaciona diretamente com o VSWR e a perda de retorno. Informe a impedância da carga e a impedância característica.

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Ganho de Antena Parabólica

Calcula o ganho de uma antena parabólica, G = 10·log₁₀(η·(π·D ÷ λ)²), a partir da eficiência de abertura η (tipicamente 0,5–0,7), do diâmetro do refletor D (m) e do comprimento de onda λ (calculado de λ = 0,3/f, com f em GHz). O resultado, em dBi, mostra que o ganho cresce com o quadrado do diâmetro e da frequência: pratos maiores e frequências mais altas concentram a energia em feixes mais estreitos e diretivos. É o cálculo fundamental no projeto de antenas de micro-ondas, radar e comunicação por satélite. Informe a eficiência, o diâmetro e a frequência.

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Comprimento de Dipolo de Meia Onda

Calcula o comprimento físico de um dipolo de meia onda, L = (150 ÷ f)·VF, a partir da frequência f (MHz) e do fator de velocidade VF (tipicamente ~0,95 para fios, que corrige o efeito de extremidade). O resultado, em metros, é o comprimento total da antena dipolo ressonante na frequência desejada — cada braço mede metade desse valor. O dipolo de meia onda é a antena de referência mais usada, com ganho de 2,15 dBi. O fator de velocidade torna a antena ligeiramente mais curta que a meia onda no vácuo. Informe a frequência e o fator de velocidade.

📉

Margem de Desvanecimento (Fade Margin)

Calcula a margem de desvanecimento (fade margin), M = P_rx − S, subtraindo a sensibilidade do receptor S (dBm) da potência recebida P_rx (dBm). O resultado, em dB, é a folga entre o sinal que chega e o mínimo que o receptor consegue demodular — a reserva disponível para absorver desvanecimentos temporários causados por chuva, multipercurso, vegetação e variações atmosféricas. Enlaces confiáveis costumam exigir margens de 10 a 30 dB, conforme a disponibilidade desejada e o ambiente. É a verificação final de um cálculo de enlace de rádio. Informe a potência recebida e a sensibilidade do receptor.

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Largura de Feixe de Antena

Estima a largura de feixe de meia potência (−3 dB) de uma antena parabólica, θ = 70·λ ÷ D, a partir do comprimento de onda λ (de λ = 0,3/f, com f em GHz) e do diâmetro do refletor D (m). O resultado, em graus, é o ângulo dentro do qual a antena concentra a maior parte de sua energia: pratos maiores e frequências mais altas produzem feixes mais estreitos e, portanto, antenas mais diretivas e de maior ganho, porém com apontamento mais crítico. O fator ~70 vale para refletores parabólicos típicos. Informe o diâmetro do refletor e a frequência.

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Carga de Incêndio Específica

Calcula a carga de incêndio específica de um ambiente, q = (massa × PCI) ÷ área, dividindo a energia total dos materiais combustíveis (massa × poder calorífico inferior) pela área do piso. O resultado, em MJ/m², representa a quantidade de calor que seria liberada por unidade de área se todo o material queimasse — o parâmetro que classifica o risco de incêndio de uma edificação e define exigências de proteção (TRRF, saídas, sprinklers) nas normas e instruções técnicas dos corpos de bombeiros. Quanto maior a carga de incêndio, mais severo o incêndio potencial. Informe a massa de combustível, o poder calorífico e a área.

💦

Vazão de Sprinkler (Fator K)

Calcula a vazão de um chuveiro automático (sprinkler), Q = K × √P, a partir do fator K do bico e da pressão na cabeça do sprinkler P. O resultado, em L/min, é a água descarregada pelo chuveiro a uma dada pressão — base do dimensionamento hidráulico de sistemas de sprinklers, que precisa garantir vazão e densidade de aplicação suficientes na área de operação mais desfavorável. O fator K caracteriza o orifício do bico (quanto maior, mais vazão para a mesma pressão). Atenção às unidades de K e P, que devem ser coerentes. Informe o fator K e a pressão.

🛢️

Reserva Técnica de Incêndio (RTI)

Calcula o volume da reserva técnica de incêndio (RTI), V = vazão × tempo ÷ 1000, multiplicando a vazão exigida do sistema (L/min) pelo tempo de autonomia requerido (min) e convertendo para metros cúbicos. O resultado, em m³, é o volume de água que o reservatório deve manter exclusivamente reservado para o combate a incêndio — dimensionado para alimentar hidrantes e/ou sprinklers durante o tempo mínimo estabelecido pelas normas (tipicamente 30 a 60 min, conforme o risco). É um cálculo central no projeto de instalações prediais de combate a incêndio. Informe a vazão e o tempo de autonomia.

🌡️

Taxa de Liberação de Calor (HRR)

Calcula a taxa de liberação de calor de um incêndio (HRR), Q̇ = ṁ × ΔH_c, multiplicando a taxa de queima do combustível (kg/s) pelo calor efetivo de combustão (MJ/kg). O resultado, em MW, é a potência do incêndio — a grandeza mais importante da ciência do fogo, que governa a temperatura dos gases, a altura das chamas, a produção de fumaça e a velocidade de propagação. É a entrada fundamental dos modelos de engenharia de segurança contra incêndio e do dimensionamento de sistemas de controle de fumaça e detecção. Informe a taxa de queima e o calor de combustão.

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Tempo de Evacuação

Estima o tempo de evacuação de um ambiente, t = N ÷ (F × largura), dividindo o número de ocupantes N pelo produto do fluxo específico de pessoas F (pessoas por minuto por metro) pela largura total das saídas (m). O resultado, em minutos, é o tempo de movimento para que todos atravessem as saídas — componente do tempo total de abandono usado no projeto de rotas de fuga e na verificação de segurança contra incêndio. Larguras de saída e fluxos adequados garantem que a evacuação ocorra antes que as condições se tornem insustentáveis. Informe o número de ocupantes, o fluxo específico e a largura das saídas.

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Largura de Saída de Emergência

Calcula a largura necessária de uma saída de emergência, L = (população ÷ capacidade da unidade) × 0,55, dividindo a população a ser escoada pela capacidade de pessoas por unidade de passagem e multiplicando pela largura de uma unidade (0,55 m). O resultado, em metros, dimensiona portas, corredores, escadas e rampas das rotas de fuga conforme o critério de unidades de passagem das normas brasileiras de segurança contra incêndio. A capacidade por unidade varia com o tipo de saída (porta, escada, rampa) e a ocupação. Informe a população e a capacidade por unidade de passagem.

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Vazão Necessária de Incêndio

Calcula a vazão de água necessária para um sistema de combate a incêndio, Q = área × taxa de aplicação, multiplicando a área de operação (m²) pela densidade (taxa) de aplicação exigida (L/min por m²). O resultado, em L/min, é a vazão mínima que o sistema de sprinklers ou de aspersores precisa fornecer sobre a área mais desfavorável para controlar o incêndio. A taxa de aplicação depende da classe de risco da ocupação — quanto maior a carga de incêndio e a combustibilidade, maior a densidade exigida pelas normas (NBR/NFPA). É a base do dimensionamento hidráulico e da reserva de água. Informe a área e a taxa de aplicação.

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Altura de Chama (Heskestad)

Estima a altura média de uma chama de difusão pela correlação de Heskestad, L = 0,235·Q̇^(2/5) − 1,02·D, a partir da taxa de liberação de calor Q̇ (kW) e do diâmetro da base do fogo D (m). O resultado, em metros, é a altura visível da chama acima da base — informação essencial para avaliar o risco de propagação por radiação, o alcance térmico sobre estruturas e o acionamento de detectores e chuveiros. A altura cresce com a potência do incêndio elevada a 2/5 e diminui com o diâmetro da base. É uma das correlações clássicas da dinâmica do fogo. Informe a taxa de liberação de calor e o diâmetro da base.

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Número de Sprinklers

Calcula o número de chuveiros automáticos necessários, N = área ÷ área de cobertura por bico, dividindo a área total a proteger (m²) pela área máxima de cobertura de cada sprinkler (m²). O resultado é a quantidade mínima de bicos para cobrir o ambiente, espaçados conforme os limites da norma (a cobertura por bico depende da classe de risco e do tipo de chuveiro). Na prática, arredonda-se sempre para cima e ajusta-se ao layout de tubulações e vigas. É um cálculo inicial de quantitativo no projeto de sistemas de sprinklers. Informe a área a proteger e a área de cobertura por bico.

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Vazão da Pluma de Fumaça

Calcula a vazão mássica da pluma de fumaça de um incêndio pela correlação de Heskestad, ṁ = 0,071·Q̇_c^(1/3)·z^(5/3), a partir da parcela convectiva da taxa de liberação de calor Q̇_c (kW) e da altura acima da base do fogo z (m). O resultado, em kg/s, é a quantidade de gases quentes e fumaça que sobem e se acumulam, governando o dimensionamento de sistemas de controle e exaustão de fumaça (extração mecânica ou natural) que mantêm uma camada livre de fumaça para a evacuação segura. A vazão cresce fortemente com a altura. Informe a parcela convectiva do calor e a altura.

🔊

Dose de Ruído (NR-15)

Calcula a dose de ruído ocupacional, D = (C ÷ T) × 100%, dividindo o tempo de exposição efetivo C pelo tempo máximo permitido T para o nível de ruído medido e multiplicando por 100. O resultado, em %, indica quanto da exposição diária máxima permitida o trabalhador acumulou: 100% corresponde ao limite de tolerância (no Brasil, 85 dB(A) para 8 horas, com fator de dobra q=5). Doses acima de 100% exigem medidas de controle e indicam risco de perda auditiva induzida por ruído (PAIR). Para vários níveis, somam-se as parcelas C/T. Informe o tempo de exposição e o tempo máximo permitido.

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Nível de Exposição Normalizado (NEN)

Calcula o nível de exposição normalizado (NEN) para 8 horas, NEN = NE + 10·log₁₀(t ÷ 480), a partir do nível de exposição medido NE (dB(A)) e do tempo real de exposição t (minutos). O resultado, em dB(A), converte uma exposição de duração qualquer no nível equivalente que produziria a mesma dose em uma jornada padrão de 8 horas (480 min), permitindo comparar diretamente com o limite de tolerância e o nível de ação. É a grandeza usada pela norma de higiene ocupacional NHO-01 para avaliar a exposição a ruído contínuo ou intermitente. Informe o nível medido e o tempo de exposição.

🌡️

IBUTG (Índice de Calor Ocupacional)

Calcula o IBUTG (índice de bulbo úmido termômetro de globo) para ambientes internos sem carga solar, IBUTG = 0,7·t_bn + 0,3·t_g, a partir da temperatura de bulbo úmido natural t_bn e da temperatura de globo t_g (°C). O resultado, em °C, é o índice de sobrecarga térmica usado pela NR-15 (Anexo 3) para avaliar a exposição ao calor: comparado aos limites de tolerância segundo a taxa metabólica da atividade, define o regime de trabalho-descanso permitido. Para ambientes com carga solar, inclui-se a temperatura de bulbo seco. Informe as temperaturas de bulbo úmido natural e de globo.

🎧

Atenuação de Protetor Auricular

Calcula o nível de ruído efetivo na orelha com protetor auditivo pelo método NIOSH, L_efetivo = NPS − (NRR − 7) ÷ 2, a partir do nível de pressão sonora ambiente NPS (dB(A)) e do NRR (Noise Reduction Rating) do protetor. O resultado, em dB(A), estima a proteção real considerando o desconto de 7 dB (correção dBC→dBA) e o fator de segurança 50% sobre a atenuação nominal, que costuma ser muito menor no uso real do que em laboratório. Permite verificar se o protetor escolhido reduz a exposição abaixo do limite de tolerância. Informe o nível de ruído ambiente e o NRR do protetor.

🌬️

Vazão de Ventilação por Diluição

Calcula a vazão de ar necessária para diluir um contaminante, Q = (G × K) ÷ C, a partir da taxa de geração do contaminante G, de um fator de segurança/mistura K e da concentração limite admissível C. O resultado, na unidade de vazão coerente, é o volume de ar limpo que deve ser insuflado/exaurido para manter a concentração do contaminante abaixo do limite de tolerância na zona respiratória. A ventilação geral por diluição é indicada para contaminantes de baixa toxicidade e geração difusa; o fator K corrige a mistura imperfeita do ar. Informe a taxa de geração, o fator de segurança e a concentração limite.

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Tempo Máximo de Exposição a Ruído

Calcula o tempo máximo diário permitido de exposição a um nível de ruído, T = 8 ÷ 2^((NPS − 85) ÷ 5), a partir do nível de pressão sonora NPS (dB(A)). O resultado, em horas, é a duração máxima de exposição antes de atingir a dose de 100%, segundo a NR-15 brasileira (limite de 85 dB(A) para 8 h, com incremento de duplicação de dose q=5 dB). A cada 5 dB acima de 85, o tempo permitido cai pela metade: 90 dB(A) permitem 4 h, 95 dB(A) apenas 2 h. É a base do cálculo de dose e do planejamento de rodízio e pausas. Informe o nível de pressão sonora.

⚗️

Índice de Exposição de Mistura

Calcula o índice de exposição combinada a uma mistura de agentes químicos pela regra da aditividade, I = (C₁ ÷ TLV₁) + (C₂ ÷ TLV₂), somando a razão entre a concentração medida e o limite de tolerância (TLV) de cada substância. O resultado (adimensional) avalia o efeito conjunto de contaminantes que atuam sobre o mesmo órgão-alvo: se a soma exceder 1, a exposição combinada ultrapassa o limite, mesmo que nenhuma substância isolada esteja acima do seu. É o critério da ACGIH e da NR-15 para misturas de efeitos aditivos. Informe as concentrações e os limites de tolerância de duas substâncias.

✋

Vibração Mão-Braço A(8)

Calcula a exposição normalizada à vibração de mão e braço A(8), A(8) = a_w·√(t ÷ 8), a partir da aceleração resultante a_w (m/s²) e do tempo de exposição t (horas). O resultado, em m/s², normaliza a exposição para uma jornada de 8 horas, permitindo compará-la aos níveis de ação e de tolerância (no Brasil, NHO-10 e diretivas internacionais). A exposição prolongada à vibração de ferramentas (lixadeiras, marteletes, motosserras) causa a síndrome da vibração mão-braço, com danos vasculares e neurológicos. Informe a aceleração resultante e o tempo de exposição.

📳

Valor da Dose de Vibração (VDV)

Calcula o valor da dose de vibração (VDV) para exposição de corpo inteiro a vibração, VDV = a_w·t^(1/4), a partir da aceleração a_w e do tempo de exposição t. O resultado, em m/s^1,75, é uma métrica acumulativa que, por usar a quarta potência, é mais sensível a picos e choques que a média quadrática (importante em veículos e máquinas que trepidam). É usado pela NHO-09 e por normas internacionais (ISO 2631) para avaliar o risco à coluna vertebral de operadores de empilhadeiras, tratores e ônibus. Quanto maior o VDV, maior o risco de lesão. Informe a aceleração e o tempo de exposição.

🛠️

Vazão de Captação (Exaustão Local)

Calcula a vazão de captação de uma coifa de exaustão local sem flange, Q = V·(10·X² + A), a partir da velocidade de captura V (m/s), da distância da fonte ao captor X (m) e da área da boca do captor A (m²). O resultado, em m³/s, é a vazão necessária para que o ar contaminado seja arrastado até o captor com velocidade suficiente para vencer correntes de ar e a inércia do contaminante. A equação de Della Valle/ACGIH mostra que a vazão cresce com o quadrado da distância — captores devem ficar o mais próximo possível da fonte. É a base do projeto de ventilação local exaustora. Informe a velocidade de captura, a distância e a área do captor.

⚙️

Número de Sommerfeld

Calcula o número de Sommerfeld de um mancal de deslizamento, S = (r ÷ c)²·(μ·N ÷ P), a partir da razão raio/folga (r/c), da viscosidade dinâmica do lubrificante μ, da velocidade de rotação N (rev/s) e da pressão específica P (carga/área projetada). O resultado (adimensional) é o parâmetro característico que define o comportamento de um mancal hidrodinâmico: determina a espessura mínima do filme de óleo, a posição do eixo, o atrito e a vazão de lubrificante. Valores baixos indicam mancal muito carregado (risco de contato); valores altos, folga excessiva. É a base do projeto de mancais via cartas de Raimondi-Boyd. Informe a razão r/c, a viscosidade, a rotação e a pressão.

🔩

Desgaste de Archard

Calcula o volume de material removido por desgaste pela lei de Archard, V = k·F·s ÷ H, a partir do coeficiente de desgaste adimensional k, da força normal F, da distância de deslizamento s e da dureza do material mais mole H. O resultado é o volume desgastado, proporcional à carga e à distância percorrida e inversamente proporcional à dureza. É o modelo fundamental do desgaste adesivo e abrasivo, usado para prever a vida útil de superfícies em contato deslizante — engrenagens, guias, buchas, ferramentas. Materiais mais duros e menores cargas reduzem o desgaste. Informe o coeficiente de desgaste, a força, a distância e a dureza.

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Parâmetro de Hersey

Calcula o parâmetro de Hersey (número de Hersey) de um mancal, H = μ·N ÷ P, a partir da viscosidade dinâmica μ, da velocidade de rotação N e da pressão específica P. O resultado (adimensional) é a variável do eixo horizontal da curva de Stribeck, que mapeia os regimes de lubrificação: valores muito baixos indicam lubrificação limítrofe (contato metal-metal, alto atrito e desgaste); valores intermediários, lubrificação mista; e valores altos, lubrificação hidrodinâmica plena (filme completo, atrito mínimo). Acompanhar o parâmetro de Hersey ajuda a manter o mancal no regime hidrodinâmico, longe do contato. Informe a viscosidade, a rotação e a pressão.

🌡️

Índice de Viscosidade (VI)

Calcula o índice de viscosidade (VI) de um óleo lubrificante, VI = (L − U) ÷ (L − H) × 100, a partir das viscosidades cinemáticas de referência L e H (de óleos padrão de VI 0 e 100 com a mesma viscosidade a 100 °C) e da viscosidade U do óleo a 40 °C. O resultado (adimensional) mede o quanto a viscosidade do óleo varia com a temperatura: VI alto significa pouca variação (o óleo mantém boa lubrificação tanto a frio quanto a quente), desejável em óleos multiviscosos automotivos e hidráulicos. VI baixo indica óleo que afina muito ao aquecer. Informe as viscosidades L, U e H.

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Razão de Espessura de Filme (λ)

Calcula a razão de espessura de filme específica (lambda), λ = h_min ÷ √(Ra₁² + Ra₂²), a partir da espessura mínima do filme lubrificante h_min e das rugosidades superficiais Ra das duas superfícies em contato. O resultado (adimensional) indica o regime de lubrificação elastohidrodinâmica: λ < 1 significa contato direto das asperezas (lubrificação limítrofe, alto desgaste); 1 < λ < 3, lubrificação mista; e λ > 3, separação completa das superfícies pelo filme de óleo (regime pleno, vida longa). É um critério-chave no projeto de engrenagens e rolamentos. Informe a espessura mínima do filme e as rugosidades das superfícies.

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Folga Radial de Mancal

Calcula a folga radial de um mancal de deslizamento, c = (D_furo − D_eixo) ÷ 2, subtraindo o diâmetro do eixo do diâmetro do furo do mancal e dividindo por dois. O resultado é o espaço radial entre o eixo e o mancal, onde se forma o filme de óleo lubrificante. A folga é um parâmetro crítico de projeto: folga pequena demais dificulta a formação do filme e a dissipação de calor (risco de agarramento); folga grande demais reduz a capacidade de carga e aumenta vibração e ruído. Uma regra prática usa folga radial de cerca de 1 milésimo do diâmetro. Informe os diâmetros do furo e do eixo.

🎯

Razão de Excentricidade

Calcula a razão de excentricidade de um mancal hidrodinâmico, ε = e ÷ c, dividindo a excentricidade e (deslocamento do centro do eixo em relação ao centro do mancal) pela folga radial c. O resultado (entre 0 e 1) descreve a posição do eixo dentro do mancal sob carga: ε = 0 significa eixo centrado (sem carga); ε próximo de 1 indica eixo quase tocando o mancal (muito carregado, filme mínimo no limite). A excentricidade cresce com a carga e diminui com a viscosidade e a rotação. A espessura mínima do filme é h_min = c·(1 − ε). Informe a excentricidade e a folga radial.

🔄

Torque de Atrito

Calcula o torque de atrito em um eixo ou mancal, T = μ·F·r, multiplicando o coeficiente de atrito μ pela força normal (carga) F e pelo raio r onde o atrito atua. O resultado, em N·m, é o momento que o atrito opõe à rotação — a parcela de torque que o motor precisa vencer apenas para girar o conjunto, sem realizar trabalho útil. Reduzir o torque de atrito (com lubrificação, rolamentos e bons acabamentos) economiza energia e diminui o aquecimento. Multiplicado pela velocidade angular, dá a potência dissipada por atrito. Informe o coeficiente de atrito, a força e o raio.

⚖️

Fator PV de Mancal

Calcula o fator PV de um mancal ou bucha autolubrificante, PV = P × V, multiplicando a pressão específica P (carga dividida pela área projetada) pela velocidade de deslizamento V na superfície. O resultado, em MPa·m/s, é o critério-limite de seleção de materiais para mancais sem lubrificação forçada (buchas de bronze sinterizado, polímeros como PTFE e nylon): cada material tem um valor PV máximo admissível, acima do qual o calor gerado por atrito não consegue ser dissipado e o mancal falha por fusão ou desgaste acelerado. Mantém-se PV abaixo do limite do material com margem de segurança. Informe a pressão específica e a velocidade.

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Potência Dissipada em Mancal

Calcula a potência dissipada por atrito em um mancal, P = T × ω, multiplicando o torque de atrito T pela velocidade angular ω (rad/s). O resultado, em watts, é a energia mecânica convertida em calor por unidade de tempo devido ao atrito — perda que reduz a eficiência e aquece o lubrificante e os componentes. Esse calor precisa ser dissipado (por convecção ou por circulação de óleo) para manter a temperatura de operação segura, pois o superaquecimento degrada o lubrificante e pode causar agarramento. Estimar a potência dissipada é essencial para dimensionar a refrigeração e a vazão de óleo. Informe o torque de atrito e a velocidade angular.

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Taxa de Fluxo de Pico (FHP)

Calcula a taxa de fluxo de pico de uma via, q = V ÷ FHP, dividindo o volume horário V (veículos/h) pelo fator de hora de pico FHP (entre 0 e 1, razão entre o volume da hora e quatro vezes o volume do quarto de hora mais carregado). O resultado, em veículos/h, é a taxa de fluxo equivalente do período de 15 minutos mais movimentado — sempre maior ou igual ao volume horário, pois o tráfego não chega de forma uniforme. É a vazão de projeto usada na análise de capacidade e nível de serviço pelo HCM, pois dimensionar pela média horária subestimaria os picos. Informe o volume horário e o fator de hora de pico.

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Headway Médio (Intervalo Veicular)

Calcula o headway médio (intervalo de tempo entre veículos sucessivos), h = 3600 ÷ q, dividindo 3600 segundos pela taxa de fluxo q (veículos/h). O resultado, em segundos, é o tempo médio entre a passagem de dois veículos consecutivos por um ponto da via. O headway é o inverso do fluxo: quanto maior o volume de tráfego, menores os intervalos. É um conceito central da teoria do fluxo de tráfego, usado no projeto de semáforos, na análise de capacidade e em modelos de car-following. O menor headway seguro define a capacidade máxima de uma faixa. Informe a taxa de fluxo.

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Espaçamento Veicular Médio

Calcula o espaçamento médio entre veículos, s = 1000 ÷ k, dividindo 1000 metros pela densidade de tráfego k (veículos/km). O resultado, em metros, é a distância média entre as frentes de dois veículos consecutivos numa corrente de tráfego. O espaçamento é o inverso da densidade: vias congestionadas têm alta densidade e pequeno espaçamento; vias livres têm baixa densidade e grande espaçamento. É o análogo espacial do headway (que é temporal) e se relaciona com a velocidade por s = v·h. O menor espaçamento, no congestionamento total (densidade de engarrafamento), corresponde ao comprimento do veículo mais a folga mínima. Informe a densidade de tráfego.

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Velocidade Média Espacial

Calcula a velocidade média espacial de dois veículos pela média harmônica, v_e = 2 ÷ (1/v₁ + 1/v₂), a partir das velocidades individuais v₁ e v₂. O resultado, na mesma unidade das velocidades, é a média harmônica — não a aritmética —, que é a forma correta de calcular a velocidade média de uma corrente de tráfego quando se observa um trecho de via (média no espaço). A velocidade média espacial é sempre menor ou igual à velocidade média temporal (média aritmética observada num ponto), porque dá mais peso aos veículos lentos, que passam mais tempo no trecho. É a velocidade usada na equação fundamental q = k·v. Informe as duas velocidades.

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Velocidade de Greenshields

Calcula a velocidade de uma corrente de tráfego pelo modelo linear de Greenshields, v = v_f·(1 − k ÷ k_j), a partir da velocidade de fluxo livre v_f, da densidade atual k e da densidade de engarrafamento k_j (veículos/km). O resultado, na unidade de v_f, mostra que a velocidade cai linearmente com a densidade: com a via vazia (k = 0), os veículos andam à velocidade livre; à medida que a densidade aumenta, a velocidade diminui, chegando a zero no engarrafamento total (k = k_j). É o modelo macroscópico mais clássico do fluxo de tráfego, base da relação parabólica entre fluxo e densidade. Informe a velocidade livre, a densidade atual e a de engarrafamento.

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Tempo de Ciclo Semafórico (Webster)

Calcula o tempo de ciclo ótimo de um semáforo pela fórmula de Webster, C = (1,5·L + 5) ÷ (1 − Y), a partir do tempo total perdido por ciclo L (segundos) e da soma das razões de fluxo críticas Y (fluxo/fluxo de saturação de cada fase). O resultado, em segundos, é o ciclo que minimiza o atraso total dos veículos na interseção. O tempo perdido inclui os intervalos de entreverdes e as partidas; Y deve ser menor que 1 (caso contrário, a interseção está saturada e o ciclo tende a infinito). É a fórmula fundamental do dimensionamento de semáforos isolados. Informe o tempo perdido total e a soma das razões de fluxo.

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Fluxo de Saturação

Calcula o fluxo de saturação de uma aproximação semaforizada, S = S₀ × N, multiplicando o fluxo de saturação básico por faixa S₀ (veículos/h por faixa, tipicamente ~1800–1900) pelo número de faixas N. O resultado, em veículos/h, é a taxa máxima de veículos que conseguem cruzar a linha de retenção se o sinal permanecesse verde continuamente e houvesse fila — a vazão de descarga da fila durante o verde. É um parâmetro central no dimensionamento de semáforos e no cálculo da capacidade de interseções, ajustado por fatores de largura de faixa, greide, conversões e estacionamento. Informe o fluxo de saturação básico por faixa e o número de faixas.

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Relação Volume/Capacidade (V/C)

Calcula a relação volume/capacidade (grau de saturação), X = V ÷ C, dividindo o volume de tráfego V pela capacidade C da via ou interseção. O resultado (adimensional) mede o nível de utilização da via: X próximo de 0 indica via livre; X = 1 significa via operando exatamente na capacidade; X > 1 indica demanda acima da capacidade, com formação de filas crescentes e congestionamento. A relação V/C é o principal indicador para classificar o nível de serviço (LOS de A a F) e identificar gargalos. Valores acima de 0,85–0,90 já indicam operação próxima da saturação. Informe o volume e a capacidade.

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Número de Faixas Necessárias

Calcula o número de faixas necessárias em uma via, N = V ÷ C_faixa, dividindo o volume de tráfego de projeto V pela capacidade de uma faixa C_faixa (veículos/h por faixa). O resultado é o número mínimo de faixas para atender à demanda dentro da capacidade; na prática, arredonda-se sempre para cima ao inteiro seguinte. É um cálculo de dimensionamento básico no projeto geométrico de rodovias e vias urbanas, que define a seção transversal a partir do volume previsto e da capacidade por faixa (que depende da velocidade, do tipo de via e das condições de tráfego). Informe o volume de tráfego e a capacidade por faixa.

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Fluxo Equivalente (UCP/PCE)

Calcula o fluxo equivalente em unidades de carro de passeio (UCP, ou PCE), q = Q_carros + Q_pesados × E, somando o fluxo de automóveis ao fluxo de veículos pesados multiplicado pelo fator de equivalência E (quantos carros de passeio cada caminhão ou ônibus equivale em ocupação de via — tipicamente 1,5 a 3,0). O resultado, em UCP/h, converte uma corrente de tráfego mista numa corrente equivalente homogênea, permitindo comparar volumes e calcular a capacidade de vias com diferentes composições de tráfego. Veículos pesados ocupam mais espaço e aceleram mais devagar, sobretudo em rampas. Informe o fluxo de carros, o de pesados e o fator de equivalência.

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Frequência Natural Amortecida

Calcula a frequência natural amortecida de um sistema vibratório, ω_d = ω_n·√(1 − ζ²), a partir da frequência natural não amortecida ω_n e da razão de amortecimento ζ. O resultado, na unidade de ω_n (rad/s ou Hz), é a frequência real com que um sistema subamortecido oscila livremente após uma perturbação — sempre menor que a frequência natural não amortecida, pois o amortecimento retarda a oscilação. Para ζ pequeno (sistemas pouco amortecidos), ω_d ≈ ω_n; quando ζ → 1 (amortecimento crítico), ω_d → 0 e o sistema deixa de oscilar. Informe a frequência natural e a razão de amortecimento.

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Fator de Amplificação (Q)

Calcula o fator de amplificação na ressonância (fator de qualidade Q), Q = 1 ÷ (2·ζ), a partir da razão de amortecimento ζ. O resultado (adimensional) indica quantas vezes a amplitude de vibração na ressonância supera a deflexão estática equivalente: sistemas com pouco amortecimento (ζ pequeno) têm Q alto e picos de ressonância agudos e perigosos; sistemas bem amortecidos têm Q baixo e resposta suave. É um parâmetro central no projeto de estruturas, máquinas e instrumentos para evitar amplificações destrutivas e na caracterização da seletividade de filtros e ressonadores. Informe a razão de amortecimento.

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Rigidez Equivalente (Molas em Série)

Calcula a rigidez equivalente de duas molas associadas em série, 1 ÷ k_eq = 1/k₁ + 1/k₂, a partir das rigidezes individuais k₁ e k₂. O resultado, na mesma unidade (N/m), é sempre menor que a menor das rigidezes — molas em série são mais flexíveis, pois cada uma se deforma sob a mesma força e os deslocamentos se somam. É o cálculo fundamental para reduzir sistemas de suspensão, isoladores e estruturas com elementos elásticos em sequência a um modelo de grau único de liberdade, base para determinar a frequência natural. Informe as duas rigidezes.

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Rigidez Equivalente (Molas em Paralelo)

Calcula a rigidez equivalente de duas molas associadas em paralelo, k_eq = k₁ + k₂, somando as rigidezes individuais. O resultado, na mesma unidade (N/m), é sempre maior que a maior das rigidezes — molas em paralelo são mais rígidas, pois compartilham a carga sob o mesmo deslocamento e as forças se somam. É o caso de coxins, isoladores e apoios dispostos lado a lado suportando o mesmo componente. Reduzir associações de molas a uma rigidez equivalente é o primeiro passo para calcular a frequência natural de um sistema vibratório. Informe as duas rigidezes.

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Transmissibilidade de Vibração

Calcula a transmissibilidade de um isolador de vibração não amortecido, TR = 1 ÷ |r² − 1|, a partir da razão de frequências r = f ÷ f_n (frequência de excitação sobre frequência natural). O resultado (adimensional) é a fração da força (ou movimento) que é transmitida através do isolador: TR < 1 significa isolamento (a vibração transmitida é menor que a aplicada), o que só ocorre para r > √2. Para r próximo de 1 (ressonância), TR dispara; quanto maior r, menor a transmissibilidade e melhor o isolamento. É o critério-chave no projeto de bases antivibratórias. Informe a razão de frequências.

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Eficiência de Isolamento de Vibração

Calcula a eficiência de isolamento de vibração, I = (1 − TR) × 100%, a partir da transmissibilidade TR. O resultado, em %, indica quanto da vibração da fonte é bloqueado pelo isolador antes de chegar à estrutura de apoio (ou vice-versa): TR = 0,1 corresponde a 90% de isolamento. Eficiências altas exigem isoladores macios (baixa frequência natural), de modo que a razão de frequências r seja bem maior que √2. É o indicador prático para especificar coxins e bases antivibratórias de máquinas, motores e equipamentos sensíveis. Informe a transmissibilidade.