OLIMPÍADAS REGIONAIS DE FÍSICA 2003
10 DE MAIO DE 2003
DURAÇÃO DA PROVA: 1 h 15 min
PROVA TEÓRICA
ESCALÃO B
UM RELÓGIO POUCO FIÁVEL
Num laboratório de física utiliza-se um pêndulo constituído por um corpo
suspenso num fio metálico de comprimento l. O tempo T que o pêndulo demora para
efectuar uma oscilação completa é dado aproximadamente pela seguinte expressão:
T = 2π
l
g
As variações da temperatura ambiente no laboratório têm um efeito de dilatação linear
do fio. Considera-se que a variação do comprimento Δl do pêndulo com a temperatura
θ é dado pela seguinte relação:
Δl = l0 α Δθ
onde α é o coeficiente médio de dilatação linear no intervalo de temperaturas máxima
e mínima do laboratório e l0 é o comprimento do pêndulo à temperatura de referência
t0.
Um estudo feito pelos alunos permitiu concluir que este pêndulo adianta 5s por dia,
quando a temperatura ambiente é de 15ºC e atrasa 10s quando a temperatura é de
30ºC.
a) Qual o comprimento do fio se cada oscilação completa do pêndulo à temperatura t0
demorar 1s.
b) Quantas oscilações este pêndulo efectuaria durante um dia se a temperatura do
laboratório fosse mantida a 15ºC? E se fosse mantida a 30ºC?
c) Calcule o valor do coeficiente médio de dilatação térmica α do fio.