FÍSICA
Prof. Cazuza
1. (Ufla) Duas barras metálicas A e B de um mesmo material e a uma mesma temperatura inicial têm
comprimento L0A e L0B = 3 L0A. A seguir, varia‐se a temperatura da barra A de ÄTA, o que faz a barra A
sofrer uma variação de dilatação ÄLA. Para que a barra B sofra a mesma variação de comprimento da
barra A, deve‐se variar a temperatura da barra B, ÄTB de
a) 3 ÄTA
1
b)
TA
3
c) ÄTA
1
TA
d)
2
2. (Uece) Um ferreiro deseja colocar um anel de aço ao redor de uma roda de madeira de 1,200 m de
diâmetro. O diâmetro interno do anel de aço é 1,198 m. Sem o anel ambos estão inicialmente à
º
temperatura ambiente de 28 C. A que temperatura é necessário aquecer o anel de aço para que ele
encaixe exatamente na roda de madeira?
-5 º -1
a)
b)
c)
d)
(OBS.: Use α = 1,1 · 10
180 ºC.
190 ºC.
290 ºC.
480 ºC.
C para o aço).
-5
-1
3. (Mackenzie) Uma placa de alumínio (coeficiente de dilatação linear do alumínio = 2 · 10 ºC ), com
2
2,4 m de área à temperatura de – 20 ºC, foi aquecido à 176 ºF. O aumento de área da placa foi de:
2
a) 24 cm
2
b) 48 cm
2
c) 96 cm
2
d) 120 cm
2
e) 144 cm
4. (Puc-rio) A imprensa tem noticiado as temperaturas anormalmente altas que vêm ocorrendo no atual
verão, no hemisfério norte. Assinale a opção que indica a dilatação (em cm) que um trilho de 100 m
sofreria devido a uma variação de temperatura igual a 20 ºC, sabendo que o coeficiente linear de
-5
dilatação térmica do trilho vale á = 1,2 · 10 por grau Celsius.
a) 3,6
b) 2,4
c) 1,2
-3
d) 1,2 · 10
-3
e) 2,4 · 10
5. (Unesp) 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
-6
-1
trem serem de aço, cujo coeficiente de dilatação é á = 11 · 10 ºC . Se a 10 ºC o comprimento de um
trilho é de 30 m, de quanto aumentaria o seu comprimento se a temperatura aumentasse para 40 ºC?
-4
a) 11 · 10 m.
-4
b) 33 · 10 m.
-4
c) 99 · 10 m.
-4
d) 132 · 10 m.
-4
e) 165 · 10 m.
1
GABARITO:
Resposta da questão 1: B
ΔLB = ΔLA
3 L 0B α ΔTB = L0B α ΔTA
⇒
ΔTB =
⇒
1
ΔTA .
3
Resposta da questão 2: A
–5
Dados: D0 = 1,198 m = 1.198 mm; D = 1,200 m = 1.200 mm; T 0 = 28 °C; αaço = 1,1 × 10 °C.
A dilatação no diâmetro da roda deve ser:
ΔD = D – D0 = 1.200 – 1.198 = 2 mm.
Aplicando a expressão da dilatação linear:
ΔD
T – T0 =
ΔD = D0 αaço (T – T0)
D0 α aço
⇒
⇒
T − 28 =
2
1.198(1,1× 10 −5 )
⇒ T – 28 = 151,77 ⇒ T ≅ 180
°C.
Resposta da questão 3: C
-5
–1
2
Dados: α = 2 × 10 ºC ; A0 = 2,4 m ; T0 = –20°C; T = 176 °F.
Usando a equação de conversão de °F para °C:
TC TF − 32
=
5
9
⇒
TC 176 − 32
=
5
9
⇒
TC = 80 °C.
Aplicando a expressão da dilatação superficial:
(
ΔA = A 0 β ΔT = A 0 2 α ( TC − T0 ) = 2, 4 2 × 2 × 10 −5
) ⎣⎡80 − ( −20 )⎦⎤ = 9,6 × 10
ΔA = 96 cm2 .
Resposta da questão 4: B
Aplicação direta de fórmula.
Δ =
0
α Δθ → Δ = 100 × 1,2 × 10−5 × 20 = 0,024m = 2,4cm
Resposta da questão 5: C
Aplicação direta de fórmula.
Δ = 0αΔθ = 30 × 11× 10 −6 × (40 − 10) = 99 × 10−4 m
2
−3
m2
⇒