Enunciado

Uma barra de latão possui comprimento igual a 185   c m e diâmetro igual a 1,60   c m . Qual é a força que deve ser aplicada a cada extremidade da barra para impedir que ela se contraia quando for esfriada de 120   ° C para 10   ° C ?

Passo 1

Vamos usar a equação de tensão térmica para calcularmos a força para evitar a contração da barra:

F A = - Y α ∆ T

F = - Y A α ∆ T

Passo 2

A área aqui é a área da seção transversal da barra, ou seja, a circunferência que compõe a barra já que ela é cilíndrica:

A = π r 2

A = π 1,60   c m 2 2 = 2,01 × 10 - 4   m 2

Passo 3

Substituindo na equação de tensão, junto com o módulo de Young e o coeficiente de dilatação linear para o latão:

F = - 0,9 × 10 11   P a 2,01 × 10 - 4   m 2 2,0 × 10 - 5   ° C - 1 10 ° C - 120 ° C

F = 4,0 × 10 4   N

Resposta

F = 4,0 × 10 4   N

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

A figura ilustra um esquema possível de construção de um pêndulo cujo comprimento l não seja afetado pela dilatação térmica. As três barras veticais claras na figura, de mesmo comprimento l 1 , são de
Você está fazendo um molho pesto para o seu macarrão e usa uma xícara cilíndrica de medição em 10,0 cm de altura, feita de vidro comum β = 2,7 × 10 - 5 ° C - 1 , cheia de azeite de oliva β = 6,8 × 10
Um peso de 250 kg é pendurado no teto com um fio de cobre fino. Em seu modo fundamental, esse fio vibra na frequência de um A (lá) com afinação de concreto (440 Hz). A seguir, você aumenta a temperatu
Suponha que fosse possível a construção de um aro de aço que se encaixasse com precisão no equador da Terra a uma temperatura de 20° C . Qual seria o espaço entre o aro e a superfície terrestre caso a
Um pêndulo de Foucault consiste em uma esfera de latão com um diâmetro de 35, 0 cm suspenso por um cabo de aço de 10,5 m de comprimento (ambas as medições efetuadas a 20° C ). Devido a um descuido de