Física - Dilatação de corpos - Exercícios 1

1. (VUNESP-SP) A dilatação térmica dos sólidos é um fenômeno importante em diversas aplicações de engenharia, como construções de pontes, prédios e estradas de ferro. Considere o caso dos trilhos de trem serem de aço, cujo coeficiente de dilatação é g = 11 . 10^-6 °C^-1. Se a 10°C o comprimento de um trilho é de 30m, de quanto aumentaria o seu comprimento se a temperatura aumentasse para 40°C?


a) 11 . 10^-4 m

b) 33 . 10^-4 m


c) 99 . 10^-4 m

d) 132 . 10^-4 m


e) 165 . 10^-4 m


RESOLUÇÃO:


O cálculo da dilatação linear ΔL,
do trilho é:



ΔL = L₀ . α . Δθ


ΔL = 30 . (11 . 10^-6) . (40 – 10) = 99 . 10^-4 m



RESPOSTA: C



2. (UFPE) - O gráfico abaixo representa a variação,
em milímetros, do comprimento de uma barra metálica, de tamanho
inicial igual a 1,000m, aquecida em um forno industrial. Qual é o valor
do coeficiente de dilatação térmica linear do material
de que é feita a barra, em unidades de 10^-6 ºC^-1.

RESOLUÇÃO: ΔL = L0 . α . Δθ 15 = 1000 . α . (500 - 0) α = 30. 10-6 ºC-1

RESPOSTA: 30


3. O que acontece com o diâmetro do orifício
de uma coroa de alumínio quando esta é aquecida?


RESOLUÇÃO


A experiência mostra que o diâmetro desse orifício
aumenta. Para entender melhor o fenômeno, imagine a situação
equivalente de uma placa circular, de tamanho igual ao do orifício da
coroa antes de ser aquecida. Aumentando a temperatura, o diâmetro da placa
aumenta.








4. Os componentes de uma lâmina bimetálica são o aço e o zinco. Os coeficientes de dilatação linear desses
metais são, respectivamente, 1,2 . 10^-5 °C^-1 e 2,6 . 10^-5 °C^-1. Em uma determinada  temperatura, a lâmina apresenta-se retilínea. Quando aquecida ou resfriada, ela apresenta uma curvatura. Explique por quê.



RESOLUÇÃO


Como α_zinco > α_aço,
para um mesmo aumento de temperatura o zinco sofre uma dilatação maior, fazendo com que na lâmina ocorra uma dilatação desigual, produzindo o encurvamento. Como a dilatação do zinco é maior, ele ficará na parte externa da curvatura. No resfriamento, os metais se contraem. O zinco, por ter g maior, sofre maior contração. Assim, a parte de aço ocupa a parte externa da curvatura.