Os trilhos de aço de uma estrada de ferro estão dispostos em segmentos de 12,0 m de comprimento ligados pelas extremidades. Os trilhos são instalados em um dia de inverno, com temperatura igual a - 9,0 ºC. (a) Qual o espaço que deve ser mantido entre dois segmentos de trilho adjacentes de modo que eles se toquem em um dia de verão com uma temperatura de 33,0 ºC? (b) Caso os trilhos estivessem em contato inicialmente, qual seria a tensão sobre eles em um dia de verão a uma temperatura de 33,0 ºC?

Passo 1

Aplicando Δ L = L 0 α Δ T e P = F A =   - Y α Δ T

Para o aço sabemos que, α = 1.2 ∙ 10 - 5   C ° - 1 e Y = 2.0 ∙ 10 11   P a

Passo 2

  1. Δ L = L 0 α Δ = 12 1.20 ∙ 10 - 5 35.0 = 5.00   m m
  2. P =   - Y α Δ T =   - 2.0 ∙ 10 11 1.2 ∙ 10 - 5 35.0 = - 8.4 ∙ 10 7 P a  

O sinal de menos significa a tensão é compressivo

Resposta

  1. 5.00 mm
  2. - 8.4 ∙ 10 7   P a

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