Dilatação linear exercícios 2 ano

Lista de 10 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Dilatação Linear com questões de Vestibulares.

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Trocar de Tema Cinemática escalar da partícula Deslocamento Escalar Equação de Torricelli Lançamento horizontal e oblíquo Movimento Uniforme Movimento Uniforme Queda Livre Velocidade Média Carga Elétrica Campo Elétrico Corrente Elétrica Geradores f.e.m Lei de Coulumb Equilíbrio do ponto material Equilíbrio dos Corpos Extensos Momento ou Toque de uma Força Noções de Física Modern Teoria da Relatividade Leis de Kepler Lei da Gravitação Aceleração da gravidade Satélites Artificiais ou Geoestacionário Pressão Pressão Hidrostática Princípio de Arquimedes - Empuxo Teorema de Pascal Volume e Densidade Notação Científica e Ordem de Grandeza Vetores Campo Magnético Indução Eletromagnética Estática Gravitação Universal Impulso e Quantidade de Movimento Leis de Newton Trabalho e Energia Efeito Doppler Movimento Harmônico Simples Movimento Ondulatórios Ondas Sonoras Dioptro Plano Espelhos Esférico Espelho plano Instrumentos Ópticos Lâminas de Faces Paralelas Lentes Esféricas Óptica da Visão Óptica Geométrica Prismas Óptico Reflexão da Luz Refração da Luz Calorimetria Dilatação dos Líquidos Dilatação Linear Dilatação Superficial Dilatação Volumétrica Escalas Termométricas Estudo dos Gases Gases: Equação de Clapeyron Gases: Equação Geral Gases: Transformações Gráficas Gases: Propriedades Máquinas térmicas e Ciclo de Carnot Primeira Lei da Termodinâmica Temperatura e Dilatação Energia Cinética Energia Potencial Gravit. e Elástica Força Elástica Trabalho de uma Força Trocar de Disciplina Matemática História Geografia e Atualidades Sociologia e Filosofia Biologia Física Química Linguagens

1. (UEFS) Quase todas as substâncias, sólidas, líquidas ou gasosas, se dilatam com o aumento da temperatura e se contraem quando sua temperatura é diminuída, e esse efeito tem muitas implicações na vida diária. Uma tubulação de cobre, cujo coeficiente de dilatação linear é 1,7.10−5/°C, de comprimento igual a 20,5m, é usada para se obter água quente.

Considerando-se que a temperatura varia de 20°C a 40ºC, conclui-se que a dilatação sofrida pelo tubo, em mm, é igual a

2. (PUC-PR) Uma professora resolve passar suas férias de julho na Europa. A temperatura ao embarcar em Curitiba é de 10ºC. Ao desembarcar na Itália, após uma longa viagem, surpreende-se com o calor, muito maior que o esperado, já que um termômetro de rua marcava a temperatura em 40ºC.

Ao observar seu anel, supostamente de ouro (coeficiente de dilatação linear α = 15.10-6 ºC-1) de diâmetro 20 mm, pode-se afirmar que o anel:

1. estava dilatado, com diâmetro 0,009 mm maior.
2. estava dilatado, com diâmetro 0,018 mm maior.
3. estava contraído, com diâmetro 0,009 mm menor.
4. estava contraído, com diâmetro 0,018 mm menor.
5. estava igual, sem sofrer qualquer variação.

3. (UECE) Uma haste metálica é composta de dois segmentos de mesmo tamanho e materiais diferentes, com coeficientes de dilatação lineares α1 e α2. Uma segunda haste, feita de um único material, tem o mesmo comprimento da primeira e coeficiente de dilatação α. Considere que ambas sofram o mesmo aumento de temperatura e tenham a mesma dilatação.

Assim, é correto afirmar-se que

1. α= (α1+α2)/2.
2. α= (α1•α2) /(α1+ α2).
3. α= (α1+α2)/(α1•α2).
4. α= α1+α2.

04. (UFRGS) Duas esferas maciças e homogêneas, X e Y, de mesmo volume e materiais diferentes, estão ambas na mesma temperatura T. Quando ambas são sujeitas a uma mesma variação de temperatura ΔT, os volumes de X e Y aumentam de 1% e 5%, respectivamente.

A razão entre os coeficientes de dilatação linear dos materiais de X e Y, αx/αy, é

05. (PUC-PR) Em geral, ao aquecer um corpo, ele passa por um aumento no seu volume e isso é bem utilizado na indústria. Para passar determinada peça de metal por um suporte na forma de anel muito justo, é possível aquecer esse anel e, devido ao aumento de seu volume, passar a esfera e após a temperatura voltar ao valor inicial, os dois ficam bem presos.

Imagine que um anel apresenta área interna de 20 cm² e para que uma peça passe por seu interior precisa atingir área de 20,8 cm². Considere que o determinado material tenha um coeficiente de dilatação linear de 25.10-6 °C-1 e que para a variação de temperatura não ocorra mudança de estado físico da peça em questão.

Nesse contexto calcule qual deverá ser a variação de temperatura imposta ao material para que seja possível atravessar a peça pretendida por dentro do anel.

1. 100 °C.
2. 200 °C.
3. 400 °C.
4. 800 °C.
5. 1200 °C.

06. (UFRR) Na construção civil para evitar rachaduras nas armações longas de concreto, como por exemplo, pontes, usa-se a construção em blocos separados por pequenas distâncias preenchidas com material de grande dilatação térmica em relação ao concreto, como o piche betuminoso. Uma barra de concreto, de coeficiente linear 1,9 x 10-5/ºC e comprimento 100 metros a 30ºC, sofrerá uma dilatação linear a 40ºC de:

1. 1,9 x 10–2 metros
2. 1,5 x 10–3 metros
3. 1,9 x 10–5 metros
4. 1,7 x 10–1 metros
5. 2,1 x 10–2 metros

07. (PUC-RS) O piso de concreto de um corredor de ônibus é constituído de secções de 20m separadas por juntas de dilatação. Sabe-se que o coeficiente de dilatação linear do concreto é 12x10–6 ºC–1, e que a variação de temperatura no local pode chegar a 50ºC entre o inverno e o verão. Nessas condições, a variação máxima de comprimento, em metros, de uma dessas secções, devido à dilatação térmica, é

1. 1,0x10–2
2. 1,2x10–2
3. 2,4x10–4
4. 4,8x10–4
5. 6,0x10–4

08. (EFOMM) Uma haste metálica, a 0ºC, mede 1,0 m, conforme indicação de uma régua de vidro na mesma temperatura. Quando a haste e a régua são aquecidas a 300ºC, o comprimento da haste medido pela régua passa a ser de 1,006 m.

Com base nessas informações, o coeficiente de dilatação linear do material que constitui a haste é

Dado: coeficiente de dilatação linear do vidro: 9,0 x 10-6ºC-1

1. 2,0 x 10-5 ºC-1
2. 2,9 x 10-5 ºC-1
3. 3,6 x 10-5 ºC-1
4. 4,5 x 10-5 ºC-1
5. 6,0 x 10-5 ºC-1

09. (Mack) Os rebites são elementos de fixação que podem unir rigidamente peças ou placas metálicas. Tem-se uma placa metálica com um orifício de diâmetro 25,00 mm a 20ºC. Um rebite de diâmetro 25,01 mm à temperatura de 20ºC é fabricado com a mesma liga da placa metálica, cujo coeficiente de dilatação linear médio é 20.10-6 ºC-1. Deseja-se encaixar perfeitamente esse rebite no orifício da placa.

Para tanto, devemos resfriar o rebite à temperatura de, aproximadamente,

10. (UDESC) 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:

1. maior, porque a régua sofreu uma contração.
2. menor, porque a régua sofreu uma dilatação.
3. maior, porque a régua se expandiu.
4. menor, porque a régua se contraiu.
5. o mesmo, porque o comprimento do lápis não se alterou.

Dilatação térmica linear é um fenômeno em que um corpo de formato alongado sofre um aumento em seu comprimento por conta de um aumento de temperatura. A dilatação sofrida por um corpo depende de fatores como a variação de temperatura sofrida e o coeficiente de dilatação característico de cada substância.

Veja também: Zero absoluto – o que é e quanto vale?

Dilatação térmica

Dilatação térmica é o acréscimo no tamanho dos corpos decorrente de um aumento da agitação térmica das moléculas. Com o aumento de temperatura, as moléculas passam a mover-se com amplitudes maiores, dessa forma, ocupam um espaço maior. Existem basicamente três classificações para a dilatação térmica, são elas:

• Dilatação térmica linear: ocorre nos corpos de formato alongado, como fios, cabos, barras de metal etc.

• Dilatação térmica superfícial: predomina em objetos que têm formato superfícial, como azulejos, placas metálicas etc.

• Dilatação térmica volumétrica: é muito comum em líquidos e gases, entretanto pode ocorrer em sólidos que apresentem dimensões de tamanhos similares.

Neste texto falaremos com mais detalhes sobre a dilatação térmica linear, vamos lá?

Dilatação térmica linear

Quando um fio é aquecido, seu comprimento aumenta, graças ao aumento da movimentação de suas moléculas. Como o comprimento do fio é a sua dimensão mais relevante, dizemos que ele sofre majoritariamente uma dilatação térmica linear, apesar de a expansão ocorrer em todas as direções.

A dilatação linear, que é um aumento de comprimento, pode ser calculada pela expressão a seguir:

ΔL – dilatação linear (m)

L0 – comprimento inicial (m)

LF – comprimento inicial (m)

α – coeficiente de dilatação linear (ºC-1)

ΔT – variação de temperatura (ºC)

Exemplos de dilatação térmica linear

Confira alguns exemplos de situações em que ocorre a dilatação linear:

• Em dias quentes, os fios dos postes apresentam uma catenária mais acentuada, uma vez que o comprimento dos fios aumenta.

• Os trilhos dos trens e as pontes apresentam juntas de dilatação, que são pequenos espaços entre blocos de concreto ou metal, cuja função é evitar os danos às estruturas devido à dilatação térmica.

Veja também: Energia térmica - o que é, exemplos e exercícios resolvidos

Tabela de coeficientes de dilatação linear

Na figura a seguir, apresentamos uma tabela com o módulo do coeficiente de dilatação linear para alguns materiais comuns, confira:

Exercícios sobre dilatação linear

Questão 1) (UFG) Uma longa ponte foi construída e instalada com blocos de concreto de 5 m de comprimento a uma temperatura de 20 °C em uma região na qual a temperatura varia ao longo do ano entre 10 °C e 40 °C. O concreto destes blocos tem coeficiente de dilatação linear de 10-5 °C-1. Nessas condições, qual distância em cm deve ser resguardada entre os blocos na instalação para que, no dia mais quente do verão, a separação entre eles seja de 1 cm?

a) 1,01

b) 1,10

c) 1,20

d) 2,00

e) 2,02

Gabarito: Letra A

Resolução:

Para calcular a distância entre os blocos, precisamos determinar a dilatação sofrida por cada bloco, confira:

Considerando-se o cálculo feito acima, a resposta correta é a letra A.

Questão 2) (Enem PPL) Para a proteção contra curtos-circuitos em residências são utilizados disjuntores, compostos por duas lâminas de metais diferentes, com suas superfícies soldadas uma à outra, ou seja, uma lâmina bimetálica. Essa lâmina toca o contato elétrico, fechando o circuito e deixando a corrente elétrica passar. Quando da passagem de uma corrente superior à estipulada (limite), a lâmina se curva para um dos lados, afastando-se do contato elétrico e, assim, interrompendo o circuito. Isso ocorre porque os metais da lâmina possuem uma característica física cuja resposta é diferente para a mesma corrente elétrica que passa no circuito.

A característica física que deve ser observada para a escolha dos dois metais dessa lâmina bimetálica é o coeficiente de:

a) dureza

b) elasticidade

c) dilatação térmica

d) compressibilidade

e) condutividade elétrica

Gabarito: Letra C

Resolução:

As laminas curvam-se por conta dos diferentes coeficientes de dilatação de cada material, que fazem com que uma delas cresça mais que a outra, logo, a alternativa correta é e letra C.

Questão 3) (UEFS) Quase todas as substâncias, sólidas, líquidas ou gasosas, se dilatam com o aumento da temperatura e se contraem quando sua temperatura é diminuída, e esse efeito tem muitas implicações na vida diária. Uma tubulação de cobre, cujo coeficiente de dilatação linear é 1,7.10-5 ºC-1, de comprimento igual a 20,5 m, é usada para se obter água quente.

Considerando-se que a temperatura varia de 20 ºC a 40 ºC, conclui-se que a dilatação sofrida pelo tubo, em mm, é igual a:

a) 7,43

b) 6,97

c) 5,75

d) 4,86

e) 3,49

Gabarito: Letra B

Resolução:

Vamos calcular a dilatação sofrida pelo tubo, observe:

Com base no cálculo feito acima, a resposta correta é letra B.