Ano 2022avancado#ime#cfg#fase1#objetiva#2022#fisica#engenharia

Sobre o tema

Esta questão aborda o princípio da dilatação térmica linear aplicado a um sistema mecânico, combinando conceitos de termodinâmica e estática. A dilatação de uma barra de aço provoca um deslocamento que aciona uma alavanca em forma de L, comprimindo uma mola. O trabalho realizado pela força peso da barra durante a expansão e a energia potencial elástica armazenada na mola são calculados considerando a geometria da alavanca e as propriedades dos materiais. É essencial compreender a relação entre a dilatação linear e o movimento dos pontos de contato, usando a aproximação de pequenos ângulos para a rotação da alavanca.

Tópicos relacionados

  • Dilatação térmica linear
  • Trabalho da força peso
  • Energia potencial elástica
  • Momento de força e alavanca
  • Aproximação de pequenos ângulos

Enunciado

: 0,25

A figura acima mostra um aparato com uma barra de a�o vertical, tendo sua extremidade superior
presa ao teto e sua extremidade inferior encostada na ponta de uma gangorra em forma de "L". Por
sua vez, a gangorra tamb�m encosta em um apoio el�stico, que � preso na parede indicada. Ap�s
a montagem do aparato, a barra de a�o � aquecida por igual.

Dados:

� acelera��o da gravidade: g;
� massa da barra de a�o: m;
� comprimento da barra de a�o: c;
� coeficiente de dilata��o linear da barra de a�o: ;
� coeficiente el�stico do apoio: k;
� comprimento horizontal da gangorra: 2L;
� comprimento vertical da gangorra: L;
� varia��o de temperatura ap�s o aquecimento: T .

Observa��es:

� a deforma��o da barra de a�o ap�s a dilata��o � muito menor que L;

� o pino indicado na figura mant�m-se fixo;
� antes do aquecimento, o apoio el�stico est� encostado na gangorra e sem energia potencial

armazenada.

Ao final do processo de aquecimento, o trabalho realizado pela for�a peso da barra de a�o e a
energia potencial armazenada no apoio el�stico s�o, respectivamente:

(A) mgcT e k(cT )2/8
(B) mgcT /2 e k(cT )2/8
(C) mgcT e k(T L)2/16
(D) mgcT /2 e k(T L)2/16
(E) mgcT e k(T L)2/8

13

0.0 (0 avaliacoes)

Avaliar: +1 XP. Favoritar: salva pra revisar. Comentar: +5 XP + 1 credito IA.

Comentarios (0)

Login obrigatorio

Carregando comentarios...

Perguntar pra IA

Perguntas frequentes

Como se calcula a dilatação linear de uma barra?

A dilatação linear é dada por ΔL = α L0 ΔT, onde α é o coeficiente de dilatação linear, L0 é o comprimento inicial e ΔT é a variação de temperatura.

O que é o trabalho de uma força constante?

O trabalho de uma força constante é o produto da força pelo deslocamento na direção da força. Para a força peso, o trabalho é mg vezes o deslocamento vertical do centro de massa.

Como a energia potencial elástica é relacionada à compressão de uma mola?

A energia potencial elástica armazenada em uma mola é (1/2) k x², onde k é a constante elástica e x é a deformação (compressão ou alongamento).