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Questão 15526

PUC 2007
Física

(PUC-RJ 2007) Uma chapa quadrada, feita de um material encontrado no planeta Marte, tem área A = 100,0 cm2 a uma temperatura de 100 ºC. A uma temperatura de 0,0 ºC, qual será a área da chapa em cm2? Considere que o coeficiente de expansão linear do material é  = 2,0 × 10-3/ ºC.

A

74,0

B

64,0

C

54,0

D

44,0

E

34,0

Gabarito:

64,0



Resolução:

As igualdades (eta=2alpha e gamma=3alpha) que usamos para as dilatações linear, superficial e volumétrica só são válidas quando |alphacdotDelta T|ll 1|etacdotDelta T|ll 1 e/ou |gammacdotDelta T|ll 1.

Nessa questão temos que Delta T=0-100=-100 e que alpha=2cdot10^{-3}, logo |alphacdotDelta T|=2cdot10^{-3}cdot100=0,2 que não é muito menor que 1. Para ser muito menor tem que ser 5% ou menor.

Logo, temos que descobrir quanto o lado do quadrado dilata e depois descobrir a área do novo quadrado. Como sua área era de 100 cm², seu lado é de 10 cm.

Temos que L=L_{0}cdot(1+alphacdotDelta T)=10cdot(1+2cdot10^{-3}cdot(-100))=10cdot(1-0,2)=8 cm. Logo a nova área será de A=8^{2}=64 cm^{2}.

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