Análise da Questão de Dilatação Térmica
Esta questão aborda o conceito fundamental de dilatação térmica linear em materiais metálicos.
Conceito-Chave
Quando um corpo com buraco é aquecido ou resfriado, o buraco se comporta como se fosse feito do mesmo material. Todas as dimensões lineares se alteram proporcionalmente ao coeficiente de dilatação.
\Delta L = L_0 \cdot \alpha \cdot \Delta T
Onde:
- \Delta L = variação no comprimento
- L_0 = comprimento inicial
- \alpha = coeficiente de dilatação linear
- \Delta T = variação de temperatura
Análise das Alternativas
| Alternativa | Situação | Efeito no Encaixe | Correto? |
|---|
| A | Apenas chapa aquecida | Buraco aumenta, peça igual → folga | ✓ CORRETO |
| B | Apenas chapa resfriada | Buraco diminui, peça igual → não encaixa | ✓ CORRETO |
| C | Apenas peça resfriada | Peça diminui, buraco igual → folga | ✓ CORRETO |
| D | Apenas peça aquecida | Peça aumenta, buraco igual → não encaixa | ✓ CORRETO |
| E | Ambos aquecidos mesma temp. | Ambos aumentam igualmente → ainda encaixa | ✗ INCORRETO |
Explicação Detalhada
Por que a alternativa E está errada?
Como ambos os corpos são de alumínio, possuem o mesmo coeficiente de dilatação (\alpha). Quando submetidos à mesma variação de temperatura (\Delta T):
- A peça retangular se expande proporcionalmente
- O buraco na chapa também se expande proporcionalmente
- Como a razão entre as medidas permanece constante, o encaixe continua perfeito
Analogia: Imagine um círculo desenhado num balão. Quando o balão inflar, tanto o círculo quanto o espaço ao redor dele aumentam na mesma proporção.
Conclusão
A alternativa incorreta é a E, pois quando ambos os objetos sofrem a mesma variação térmica e são do mesmo material, continuam encaixando perfeitamente.
Alternativa E