Física

FÍSICA - ATIVIDADES EM CLASSE – DILATAÇÃO LINEAR
1. Uma peça de zinco é constituída a partir de uma chapa de zinco com lados 30cm, da qual foi retirado um pedaço de área 500cm². Elevando-se de 50°C a temperatura da peça restante, qual será sua área final em centímetros quadrados? (Dado ).
S= 30² = 900cm² - 500cm² = 400 cm² e β=2α, então β=5.10-5 °C-1
ΔS = S0.β.ΔT
ΔS = 400. 5.10-5 . 50
ΔS = 1 cm²
Logo, a área final será: 400+1 = 401 cm²
2. Um fazendeiro quer cercar com arame um terreno quadrado de lados 25m e para isso adquire 100m de fio. Fazendo o cercado, o fazendeiro percebe que faltaram 2cm de fio para a cerca ficar perfeita. Como não quer desperdiçar o material e seria impossível uma emenda no arame, o fazendeiro decide pensar em uma alternativa. Depois de algumas horas, ele percebe que naquele dia a temperatura da cidade está mais baixa do que a média e decide fazer cálculos para verificar se seria possível utilizar o fio num dia mais quente, já que ele estaria dilatado. Sabendo que o acréscimo no comprimento do fio é proporcional ao seu comprimento inicial, ao seu coeficiente de dilatação linear e à variação de temperatura sofrida, calcule o aumento de temperatura que deve ocorrer na cidade para que o fio atinja o tamanho desejado. (Dado: coeficiente de dilatação térmica linear do fio = .)
A dilatação deverá ser de 2 cm = 0,02m, logo:
ΔL = L0.α.ΔT
0,02 = 100. 4. 10-5. ΔT
0,02 / 0,004 = ΔT
ΔT = 5 °C
A variação de temperatura que deverá ocorrer para que o fio dilate de 2 cm é de 5 °C
3. Duas barras de 3 metros de alumínio encontram-se separadas por 1cm à 20°C. Qual deve ser a temperatura para que elas se encostem, considerando que a única direção da dilatação acontecerá no sentido do encontro? Sendo .
ΔT = Tf - Ti e para dilatação de 1cm = 0,01m, então:
ΔL = L0.α.ΔT, logo: ΔL = L0.α.( Tf - Ti)
0,01 = 3. 22.10-6. (Tf – 20)
0,01/ 0,000066 = Tf – 20
151,51 + 20 = Tf
Tf = 171, 51 °C
A temperatura para que as barras se encostem deverá ser