Física IIDilatação/contração de sólidos Tópico resolvido

Termologia, Óptica e Ondas.

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daniellyrosa
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Jun 2019 09 10:23

Dilatação/contração de sólidos

Mensagem não lida por daniellyrosa »

Um cara teve a mesma dúvida que eu em um outro fórum, mas a resposta não tirou a minha dúvida e como era uma postagem muito antiga decidi postar nesse fórum(espero que não tenho problema).

***Um mecânico de automóveis precisa soltar um anel que está fortemente preso a um eixo. Sabe-se que o anel é feito de aço, de coeficiente de dilatação linear 1,1*10^-5, e o eixo, de alumínio, cujo coeficiente é 2,3*10^-5. Lembrando que tanto o aço quanto o alumínio são bons condutores térmicos e sabendo-se que o anel não pode ser danificado e que não está soldado ao eixo, o mecânico deve:

a) aquecer somente o eixo
b) aquecer o conjunto (anel + eixo)
c) resfriar o conjunto (anel + eixo)
d) resfriar somente o anel
e) aquecer o eixo, logo após, resfriar o anel

Minha dúvida: **A resposta é a letra "c". Se o eixo dilata mais que o anel por que não é possível aquecer ambos, ou mesmo aquecer somente o eixo?**
ObrigadX desde já :V




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MateusQqMD
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Jun 2019 09 10:49

Re: Dilatação/contração de sólidos

Mensagem não lida por MateusQqMD »

Oi, Danielly!

Não tem problema algum!! Contanto que não exista outro tópico aqui no fórum com essa mesma questão, sempre é válido criar algum para discutirmos a sua dúvida.

Isso que você disse está parcialmente correto. Realmente, o eixo irá dilatar mais, pois possui maior coeficiente de dilatação, mas a sua outra ideia está errada. Como o [tex3]\alpha_{\text{Al}} > \alpha_{\text{aço}},[/tex3] ao aquecermos o conjunto, o eixo de alumínio irá dilatar mais que o anel de aço e daí não há como eles se soltarem:

Dilatação contração de sólidos.png
Dilatação contração de sólidos.png (30.18 KiB) Exibido 2406 vezes

Para que o anel possa ser solto do eixo, podemos resfriar o conjunto ou resfriar o eixo e aquecer o anel. Das alternativas, a que melhor satisfaz o pedido do enunciado é a letra "c".

Última edição: MateusQqMD (Sáb 27 Jun, 2020 11:20). Total de 1 vez.
Razão: arrumar redação.


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Re: Dilatação/contração de sólidos

Mensagem não lida por daniellyrosa »

MateusQqMD escreveu:
Dom 09 Jun, 2019 10:49
P
Mas moço, o anel é de Aço e não de alumínio... Se o anel é de aço o seu coeficiente de dilatação é menor que a do alumínio. Então se aquecermos o sistema com a mesma temperatura o eixo( que é de alumínio) vai dilatar mais do que o anel de aço, e(pelo que aprendi, quando temos uma área que tem um furo esse furo tende a dilatar da mesma maneira que a barra normal. Então o alumínio vai dilatar "x"(por exemplo) e o furo também vai dilatar "x"( não considerei que nesse furo tá o aço), blz, então o furo vai dilatar bastante também por conta que o alumínio vai dilatar bastante por conta o seu coeficiente de dilatação... Ai se formos analisar o "aço", que é o anel, o alumínio que já foi aquecido terá aumentado o furo e assim ele cairia, pois mesmo se o aço dilatasse ele não iria dilatar o mesmo tamanho que o alumínio pois os seus coeficientes são diferentes. Esse é o meu raciocínio. E mesmo se eu aquecesse somente o eixo iria ter esse negócio do furo dilatar e o anel não , daí iria sobrar espaço pro anel cai.



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MateusQqMD
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Re: Dilatação/contração de sólidos

Mensagem não lida por MateusQqMD »

"Mas moço, o anel é de Aço e não de alumínio..."

Eu concordo com essa afirmação, tanto que foi o que eu escrevi no meu comentário acima.

"Se o anel é de aço o seu coeficiente de dilatação é menor que a do alumínio "

ok!

"Então se aquecermos o sistema com a mesma temperatura o eixo( que é de alumínio) vai dilatar mais do que o anel de aço, e(pelo que aprendi, quando temos uma área que tem um furo esse furo tende a dilatar da mesma maneira que a barra normal."

ok!

"Então o alumínio vai dilatar "x"(por exemplo) e o furo também vai dilatar "x"( não considerei que nesse furo tá o aço), blz, então o furo vai dilatar bastante também por conta que o alumínio vai dilatar bastante por conta o seu coeficiente de dilatação..."

ok!

"Ai se formos analisar o "aço", que é o anel, o alumínio que já foi aquecido terá aumentado o furo e assim ele cairia,"

Não entendi como isso é possível. Veja a minha imagem no comentário acima. Caso o alumínio dilate (parte em azul), ele irá aumentar mais ainda o seu contato com a parte rosa (aço), portanto, não ocorrerá a soltura do anel.



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