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Numa aula de laboratório do curso de Soldagem da FATEC, um dos exercícios era construir um dispositivo eletromecânico utilizando duas lâminas retilíneas de metais distintos, de mesmo comprimento e soldadas entre si, formando o que é chamado de “lâmina bimetálica”. Para isso, os alunos fixaram de maneira firme uma das extremidades enquanto deixaram a outra livre, conforme a figura.
Considere que ambas as lâminas estão inicialmente sujeitas à mesma temperatura T0, e que a relação entre os coeficientes de dilatação linear seja A > B. Ao aumentar a temperatura da lâmina bimetálica, é correto afirmar que
- A) a lâmina A e a lâmina B continuam se dilatando de forma retilínea conjuntamente.
- B) a lâmina A se curva para baixo, enquanto a lâmina B se curva para cima.
- C) a lâmina A se curva para cima, enquanto a lâmina B se curva para baixo.
- D) tanto a lâmina A como a lâmina B se curvam para baixo.
- E) tanto a lâmina A como a lâmina B se curvam para cima.
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Resposta:
A alternativa correta é letra D
Lembre-se que a dilatação térmica linear é dada pela equação:
ΔL = L0*α*ΔT
Donde ΔL é variação do comprimento, L0 é o comprimento inicial, α é o coeficiente de dilatação linear e ΔT é a variação da temperatura do corpo.
Para a lâmina A temos:
ΔLA = L0*αA*ΔT
Enquanto para o corpo B:
ΔLB = L0*αB*ΔT
Note que elas são submetidas a mesma temperatura, apresentando assim a mesma variação de tal, e o comprimento é o mesmo, inicialmente.
O fato de αA > αB implica que o a variação do comprimento é maior para A do que para B, pois as outras variáveis são iguais para ambas as lâminas.
Com isso, ao término do processo o comprimento da lâmina A deve ser maior que o comprimento da lâmina B. Como tais lâminas estão soldadas, elas não podem se encurvar de maneira oposta (uma para baixo e outra para cima), pois isto romperia a lâmina bimetálica.
Com o que já foi discutido acima, já eliminamos as três primeiras alternativas, note que a alternativa a) diz que as lâminas tem uma variação de comprimento igual, o que é falso, como já foi dito acima.
Logo, nos resta analisar as alternativas d) e e). Mas, se o comprimento da lâmina A deve ser maior, isto não ocorre na alternativa e), pois neste caso, em que as lâminas se encurvam para cima, o comprimento da lâmina B se torna maior que o da lâmina A (FAÇA O DESENHO, ajudará a visualizar). Com isso, a única alternativa que satisfaz as condições dadas, é a alternativa d), note que neste caso temos que o comprimento da lâmina A é maior que o da lâmina B, como é de se esperar.
ΔL = L0*α*ΔT
Donde ΔL é variação do comprimento, L0 é o comprimento inicial, α é o coeficiente de dilatação linear e ΔT é a variação da temperatura do corpo.
Para a lâmina A temos:
ΔLA = L0*αA*ΔT
Enquanto para o corpo B:
ΔLB = L0*αB*ΔT
Note que elas são submetidas a mesma temperatura, apresentando assim a mesma variação de tal, e o comprimento é o mesmo, inicialmente.
O fato de αA > αB implica que o a variação do comprimento é maior para A do que para B, pois as outras variáveis são iguais para ambas as lâminas.
Com isso, ao término do processo o comprimento da lâmina A deve ser maior que o comprimento da lâmina B. Como tais lâminas estão soldadas, elas não podem se encurvar de maneira oposta (uma para baixo e outra para cima), pois isto romperia a lâmina bimetálica.
Com o que já foi discutido acima, já eliminamos as três primeiras alternativas, note que a alternativa a) diz que as lâminas tem uma variação de comprimento igual, o que é falso, como já foi dito acima.
Logo, nos resta analisar as alternativas d) e e). Mas, se o comprimento da lâmina A deve ser maior, isto não ocorre na alternativa e), pois neste caso, em que as lâminas se encurvam para cima, o comprimento da lâmina B se torna maior que o da lâmina A (FAÇA O DESENHO, ajudará a visualizar). Com isso, a única alternativa que satisfaz as condições dadas, é a alternativa d), note que neste caso temos que o comprimento da lâmina A é maior que o da lâmina B, como é de se esperar.
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