Exercícios sobre dilatação linear

Exercícios de Física

Para resolver estes exercícios sobre dilatação linear, serão necessários conhecimentos sobre os efeitos do aumento da temperatura em um objeto. Publicado por: Mariane Mendes Teixeira
questão 1

(UDESC/2012) Em um dia típico de verão utiliza-se uma régua metálica para medir o comprimento de um lápis. Após medir esse comprimento, coloca-se a régua metálica no congelador a uma temperatura de -10ºC e esperam-se cerca de 15 min para, novamente, medir o comprimento do mesmo lápis. O comprimento medido nesta situação, com relação ao medido anteriormente, será:

a) maior, porque a régua sofreu uma contração.

b) menor, porque a régua sofreu uma dilatação.

c) maior, porque a régua se expandiu.

d) menor, porque a régua se contraiu.

e) o mesmo, porque o comprimento do lápis não se alterou.

questão 2

Uma barra de 10 metros de alumínio a uma temperatura inicial de 20ºC fica exposta ao sol, sendo sua temperatura elevada para 40ºC. Sabendo que o coeficiente de dilatação do alumínio é αAl = 22.10 -6 ºC-1, calcule a dilatação sofrida pela barra.

questão 3

(UFLA-95)Uma barra de ferro homogênea é aquecida de 10ºC até 60ºC. Sabendo-se que a barra a 10ºC tem um comprimento igual a 5 m e que o coeficiente da dilatação linear do ferro é igual 1,2 x 10-6 ºC-1, podemos afirmar que a variação de dilatação ocorrida e o comprimento final da barra foram de:

a)5×10-4m; 5,0005m

b)2×10-4m; 5,0002m

c)4×10-4m; 5,0004m

d)3×10-4m; 5,0003m

e)6×10-4m; 5,0006m

questão 4

Marque nas opções abaixo qual grandeza não interfere na dilatação dos sólidos:

a) Natureza do material

b) Comprimento inicial do sólido

c) Variação de temperatura sofrida pelo sólido

d) Tempo em que o sólido fica exposto à fonte de calor.

respostas
Questão 1

Ao colocar a régua dentro do congelador, ela sofre uma contração em seu comprimento. Ao medir o lápis com essa régua, o comprimento será maior do que o medido anteriormente. Portanto, a alternativa correta é a letra A.

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Questão 2

 A dilatação linear é dada pela equação:

ΔL = L0 . α . Δθ

Dados do problema:

L0 = 10 m

α = 22 . 10-6 ºC-1

Δθ = θf – θi = 40 – 20 = 20ºC

Substituindo os dados na equação, temos que:

ΔL = 10 . 22 . 10-6 . 20

ΔL = 44 . 10-4 m = 4,4 . 10-3 m 

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Questão 3

  Dados:

 L0 = 5m

Δθ = θf – θi = 60 – 10 = 50ºC

α = 1,2 x 10-6 ºC-1

Utilizamos a fórmula ΔL = L0 . α . Δθ para encontrar a dilatação.

Substituindo os dados, temos que:

ΔL = 5 . 1,2 x 10-6 . 50

ΔL = 300 . 10-6 m

ΔL = 3 . 10-4 m

O comprimento final é a soma do comprimento inicial mais a dilatação:

Lf = L0 + ΔL

Lf = 5 + 0,0003

Lf = 5,0003 m   

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Questão 4

A equação utilizada para calcular a dilatação tem as seguintes grandezas:

L0 – é o comprimento inicial;

Δθ – é a variação de temperatura;

α - é o coeficiente de dilatação. Essa grandeza assume um valor para cada material utilizado.

O tempo não interfere na dilatação de um sólido, portanto, a alternativa incorreta é a letra d.

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