Questões Militares de Física - Dilatações
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FÍSICA
Nas questões de Física, quando necessário, utilize:
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s2
• cos 30º = sen 60º = √3 /2
• cos 60º = sen 30º = 1 2
• calor específico da água: c = 1 cal/(g·ºC)
• calor latente de fusão do gelo: Lf = 80 cal/g
• temperatura de fusão do gelo: θf = 0 ºC
• densidade do gelo: µg = 0,92 g/cm3
• densidade da água: µA = 1,0 g/cm3
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Os fios A e B são feitos de materiais cujos coeficientes de dilatação linear valem, respectivamente, αA e αB. 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.
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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
No ambiente, é possível constatar várias situações em que
a dilatação térmica de materiais desempenha importante papel. Para
que a dilatação dos materiais não cause danos, por exemplo, nas
grandes estruturas de concreto armado e nos trilhos das estradas de
ferro, são deixadas juntas de dilatação. A figura I mostra o trecho
de uma estrada de ferro em que aparece uma junta de dilatação. A
figura II mostra os trilhos deformados após ocorrer um incêndio
com grande elevação da temperatura.
Tendo as figuras e o texto como referência inicial, julgue o seguinte item.
Situação hipotética: Uma estrada de ferro, corretamente
projetada, vai empregar trilhos de comprimento L e, entre os
trilhos, será deixada uma junta de dilatação de 2 cm.
Assertiva: Nessa situação, se uma mudança de projeto
implicar a utilização de trilhos de comprimento maior que L,
então as juntas de dilatação deverão ser superiores a 2 cm.
No ambiente, é possível constatar várias situações em que
a dilatação térmica de materiais desempenha importante papel. Para
que a dilatação dos materiais não cause danos, por exemplo, nas
grandes estruturas de concreto armado e nos trilhos das estradas de
ferro, são deixadas juntas de dilatação. A figura I mostra o trecho
de uma estrada de ferro em que aparece uma junta de dilatação. A
figura II mostra os trilhos deformados após ocorrer um incêndio
com grande elevação da temperatura.
Tendo as figuras e o texto como referência inicial, julgue o seguinte item.
Observando a figura II é correto inferir que, apesar da
existência das juntas de dilatação, a deformação dos trilhos
deveu-se à dilatação dos trilhos que, com a alta temperatura,
foi maior que a largura das juntas de dilatação.
Na questão de Física, quando necessário, use:
• Aceleração da gravidade: g = 10 m/s2 ;
• sen 19° = cos 71° = 0,3;
• sen 71°= cos 19° = 0,9;
• Velocidade da luz no vácuo: c = 3,0 ⋅ 10 m/s 8 ;
• Constante de Planck: h = 6,6 ⋅10-34 J.s;
• 1eV = 1,6 ⋅10-19 J;
• Potencial elétrico no infinito: zero.
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
,