Questões Militares Sobre dilatações em física

Um professor montou um experimento com dois pêndulos simples, com fios de mesmo comprimento. Os pêndulos se mantiveram perfeitamente síncronos, cada qual com período de 2s, em um dia cuja temperatura local era de 10^◦C. Num outro dia, passados alguns minutos, notou-se que os pêndulos perdiam a sincronicidade. O professor associou tal fenômeno a variação de temperatura local, já que o termômetro do laboratório marcava 30^◦C naquele dia e que o coeficiente de dilatação térmica dos fios era de  α₁ = 2 × 10^{–5 ◦}C ^–1 e α₂ = 7 × 10^{–5 ◦}C ^–1 
Assinale a alternativa que contem a melhor estimativa do intervalo de tempo entre o início do movimento e o instante em que os pêndulos apresentaram uma defasagem de meio ciclo pela primeira vez.

Ao completar o tanque de combustível de um carro em uma manhã fria, provavelmente ocorrerá vazamento pelo “ladrão” do veículo em virtude do aumento de temperatura ao longo do dia, caso não haja consumo de combustível. De modo geral, os líquidos se dilatam mais que os sólidos, ou seja, o coeficiente de dilatação dos líquidos costuma ser maior que o dos sólidos, como no caso dos combustíveis e dos tanques dos automóveis.
Não sendo desprezível o coeficiente de dilatação do tanque, é CORRETO afirmar que a dilatação real do combustível será igual à(ao): 

Para dar conta de evitar danos estruturais em construções devido à dilatação térmica de peças e elementos, são empregadas as chamadas juntas de dilatação. Um tipo comum é a chamada junta serrada, que é a separação das peças por um vão - comum em pavimentos de concreto e pontes. Os coeficientes de dilatação térmica do aço e do concreto são bastante próximos, e a NBR6118 recomenda o uso do coeficiente α = 10^-5/°C para o concreto armado.
Considerando uma peça de concreto armado de 40 m, em uma cidade como São Paulo em que a temperatura média anual é de cerca de 19,5°C com variação média de cerca de 10°C acima e abaixo do valor médio, assinale a alternativa que contém uma estimativa compatível para a variação do comprimento da peça nesse intervalo médio de temperaturas (considerados o menor e o maior valor de comprimento). 

A dilatação da água apresenta um comportamento diferente da maioria das substâncias. O gráfico ilustra a variação da densidade da água com a temperatura. 
Quando certa quantidade de água é resfriada de 20 °C até 6 °C, a massa dessa quantidade de água

Um recipiente metálico, cujo coeficiente de dilatação volumétrico tem valor igual a 3,6 . 10^-5 ºC^-1, na temperatura de 20 ºC apresenta um volume interno de 0,2 litros e está completamente cheio com um líquido X. Quando o conjunto (recipiente + líquido) é aquecido até uma temperatura de 120 ºC extravasa um volume equivalente a 2,08 cm³ de líquido. Determine, em ºC^-1, o valor do coeficiente de dilatação volumétrico real do líquido X.  

Um recipiente de alumínio com coeficiente de dilatação linear igual a 23 x 10^-6 °C^-1 possui um volume de 100 cm³ e está preenchido de um líquido a 22 °C. Após o conjunto, recipiente e líquido, atingirem a temperatura de 28°C uma parte do líquido é derramada. Sendo o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido igual a 5,1 x 10^-4 °C^-1, calcule o volume do líquido derramado. 

Após a variação de temperatura em 100°C de um cilindro metálico, o seu comprimento aumentou em 0,32%. Calcule o módulo da variação percentual da massa específica. 

Um disco metálico de raio R tem um orifício central e concêntrico de raio r, quando a temperatura é θ₀ .

O aquecimento uniforme desse disco até a temperatura θ causa um aumento ΔR em seu raio R. Esse mesmo aquecimento causa no raio r do orifício central

A Figura 1 ilustra um sistema formado por um paralelepípedo homogêneo, de base quadrada, em repouso e apoiado sobre uma barra, disposta na horizontal e sustentada por dois fios, A e B. Inicialmente, os fios e a barra possuem o mesmo comprimento.


Os fios A e B são feitos de materiais cujos coeficientes de dilatação linear valem, respectivamente, α_A e α_B. Ao produzir uma variação de temperatura Δθ em todos os elementos desse sistema, observa-se que todos se dilatam, permanecendo os fios na vertical, a barra se inclina e o paralelepípedo fica na iminência de escorregar e, também, tombar em relação à barra, conforme indica a Figura 2. 

Nessas condições, e considerando que após a dilatação o paralelepípedo tem altura h, e que sua base quadrada tem aresta b, pode-se afirmar que a razão h/b vale

Uma porta retangular de vidro, de 12 mm de espessura, 2,0 m de altura e 1,0 m de largura, separa um ambiente, onde a temperatura é mantida a 20 ºC, do meio externo, cuja temperatura é - 4 ºC. Considerando que a perda de calor desse ambiente se dê apenas através da porta, a potência, em W, de um aquecedor capaz de manter constante esta temperatura deve ser igual a

Um pesquisador, investigando propriedades ligadas à dilatação de materiais, fez experimentos envolvendo dois materiais (X e Y), que foram aquecidos numa dada faixa de temperatura enquanto seus volumes foram medidos. Sabe-se que ele usou a mesma quantidade de massa para os materiais, sendo que o material X é líquido e o Y é sólido. O pesquisador construiu, então, o gráfico ao lado, no qual são apresentadas as curvas de volume (V) em função da temperatura (T) para os materiais X (linha cheia) e Y (linha pontilhada).

Com relação ao assunto, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:
( ) Os dois materiais têm mesma densidade em T = 0 ºC. ( ) À medida que a temperatura aumenta, o material Y se contrai até T = 10 ºC, e somente a partir dessa temperatura passa a dilatar-se. ( ) Em T = 5 ºC, um objeto maciço feito do material Y, se for colocado dentro de um recipiente contendo o material X, afunda quando sujeito apenas a forças gravitacionais e a forças exercidas pelo material X.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

Um pesquisador, investigando propriedades ligadas à dilatação de materiais, fez experimentos envolvendo dois materiais (X e Y), que foram aquecidos numa dada faixa de temperatura enquanto seus volumes foram medidos. Sabese que ele usou a mesma quantidade de massa para os materiais, sendo que o material X é líquido e o Y é sólido. O pesquisador construiu, então, o gráfico ao lado, no qual são apresentadas as curvas de volume (V) em função da temperatura (T) para os materiais X (linha cheia) e Y (linha pontilhada). Com relação ao assunto, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:

( ) Os dois materiais têm mesma densidade em T = 0 ºC.

( ) À medida que a temperatura aumenta, o material Y se contrai até T = 10 ºC, e somente a partir dessa temperatura passa a dilatar-se.

( ) Em T = 5 ºC, um objeto maciço feito do material Y, se for colocado dentro de um recipiente contendo o material X, afunda quando sujeito apenas a forças gravitacionais e a forças exercidas pelo material X.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

Num ambiente controlado, o período de um pêndulo simples é medido a uma temperatura T. Sendo a = 2 x 10-4 °C^-1 o coeficiente de dilatação linear do fio do pêndulo, e considerando a aproximação binomial (1 + x)ⁿ ≈ 1 + nx, para \x\ << 1, pode-se dizer que, com aumento de 10 °C, o período do pêndulo

Um caminhão, utilizado no abastecimento de aviões, recebe em seu reservatório a quantidade exata de combustível, medida em quilogramas, necessária para um avião realizar um voo. Essa quantidade de combustível, logo após ser colocado no reservatório do caminhão, tem exatamente o mesmo volume do reservatório do avião. Até chegar ao avião, o combustível, dentro do reservatório do caminhão, sofre uma dilatação volumétrica sem transbordar. Não percebendo a dilatação, o responsável realiza o abastecimento apenas se preocupando em preencher todo o volume do reservatório do avião. Podemos afirmar corretamente que ____.

Para ferver três litros de água para fazer uma sopa, Dona Marize mantém uma panela de 500 g suspensa sobre a fogueira, presa em um galho de árvore por um fio de aço com 2 m de comprimento. Durante o processo de aquecimento, são gerados pulsos de 100 Hz em uma das extremidades do fio. Esse processo é interrompido com a observação de um regime estacionário de terceiro harmônico. Determine, aproximadamente, a massa de água restante na panela.

(Dados: densidade linear do aço = 10^-3 Kg/m; aceleração da gravidade = 10 m/s² e densidade da água = 1 Kg/L.)

Considere dois tubos cilíndricos (1 e 2), verticais, idênticos e feitos do mesmo material, contendo um mesmo líquido em equilíbrio até a altura de 50,0 cm, conforme figura a seguir.

As temperaturas nos dois tubos são inicialmente iguais e de valor 35 °C. O tubo 1 é resfriado até 0 °C, enquanto o tubo 2 é aquecido até 70 °C, e a altura do líquido em cada tubo passa a ser o valor indicado na figura. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação térmica dos tubos é desprezível quando comparado com o do líquido, o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido, considerado constante, é, em °C ⁻¹ ,

Dois recipientes A e B, contendo o mesmo volume de água, são colocados separadamente sobre duas balanças I e II, respectivamente, conforme indicado na figura a seguir.

A única diferença entre os recipientes A e B está no fato de que B possui um “ladrão” que permite que a água escoe para um outro recipiente C, localizado fora das balanças.

Em seguida, mergulha-se, lentamente, sem girar e com velocidade constante, por meio de um fio ideal, em cada recipiente, um cilindro metálico, maciço, de material não homogêneo, de tal forma que o seu eixo sempre se mantém na vertical. Os cilindros vão imergindo na água, sem provocar variação de temperatura e sem encostar nas paredes e nos fundos dos recipientes, de tal forma que os líquidos, nos recipientes A e B, sempre estarão em equilíbrio hidrostático no momento da leitura nas balanças. O gráfico que melhor representa a leitura L das balanças I e II, respectivamente, L_I e L_II em função da altura h submersa de cada cilindro é

Os coeficientes de dilatação linear α_A e α_B dos materiais que constituem duas barras homogêneas, A e B, têm sua temperatura variando de acordo com o gráfico a seguir.

                   

                    

Ao determinar o valor desses coeficientes tem-se: