4- Uma barra de ferro (a= 25.10-5 °C-!) apresenta comprimento...

4- Uma barra de ferro (a= 25.10-5 °C-!) apresenta comprimento de 240cm à temperatura de 30 °C. Elevando a temperatura para 70°C, calcule a dilatação linear e o comprimento final da barra.​

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joaoffeliphi

A expansão linear ou variação de comprimento é igual a 2,4 cm e o comprimento final é igual a 242,4 cm.

Esta pergunta é sobre dilatação linear. A dilatação linear é o aumento de comprimento que um corpo físico sofre devido ao aumento da temperatura por qualquer meio.

Para calcular a variação do comprimento linear ou expansão linear devemos encontrar a temperatura, o comprimento inicial, a variação de temperatura e o coeficiente de expansão. Agora, se encontrarmos todos esses dados, podemos levar em consideração a seguinte fórmula:

oxed{oxed{oxed{largeDelta L = L_o cdot alpha cdot Delta T }}}

  • Em que:

egin{cases} large Delta L :Variac_{!!,} 	ilde{a}o ~de ~comprimento\ large L_ o:Comprimento~ inicial\ large alpha: Coeficiente~ de ~ expans	ilde{a}o\ large Delta T: Variac_{!!,} 	ilde{a}o ~de ~ temperatura ~(T_f-T_o)end{cases}

Para resolver o problema, vamos analisar o que acontece:

O problema diz que temos uma barra de ferro com coeficiente de expansão igual a 25cdot 10^{-5} ~ C^{-1} e essa barra tem uma compressão inicial de 240 cm a uma temperatura de 30 °C e nos pede para calcular a compressão e a expansão linear sofrida pela barra a uma temperatura de 70 °C.

  • Registramos nossos dados:

egin{cases} large Delta L =?\ large L_ o=240~cm\ large alpha: 25cdot 10^{-5}~ C^{-1}\ large Delta T= 40~^o C~(70~^oC -30~^oC)end{cases}

  • Aplicamos a fórmula para resolver o problema:

large Delta L = 240~cm cdot (25cdot 10^{-5}~C^{-1})cdot 40~^o C

large Delta L = 240~cmcdot  0.01

oxed{oxed{oxed{large Delta L = 2,4~cm~checkmark}}}

À medida que calculamos a variação do comprimento podemos calcular o comprimento final, para isso usaremos esta outra fórmula

oxed{oxed{oxed{large L_f =Delta L + L_o  }}}

  • Em que:

egin{cases} large Delta L :Variac_{!!,} 	ilde{a}o ~de ~comprimento\ large L_ o:Comprimento~ inicial\ large L_ f = Comprimento~ finalend{cases}

Como já calculamos a expansão linear, podemos calcular a compressão final da barra de ferro:

large L_f =2,4~cm + 240~cm

oxed{oxed{oxed{large L_f =242,4~cm~checkmark}}}

A variação de compressão é igual a 2,4 centímetros e o comprimento final da barra de ferro a 70°C é igual a 242,4 centímetros.

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