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

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