Questões Militares Sobre dilatações em física
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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.
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.)
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
,
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.
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, LI e LII em função da altura h submersa de cada cilindro é
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