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A figura a seguir mostra um fio de telefone suspenso por dois postes. A curva formada é uma “catenária”.

 

 

Sejam R o raio de curvatura da catenária no ponto mais baixo, pela manhã, logo antes do nascer do Sol, e R’ o raio de curvatura da catenária no ponto mais baixo ao meio-dia, sob o Sol a pino. Esses raios de curvatura são tais que

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Resposta:

A alternativa correta é letra E) R > R'.

Quando um fio sujeito à força da gravidade está suspenso por suas extremidades, seu formato descreve uma curva plana chamada catenária. Essa forma minimiza a energia potencial gravitacional do fio e é comumente observado em sistemas de distribuição elétrica aérea. O raio da curvatura da catenária, também conhecido como flecha, está relacionado com o comprimento dos condutores. Quanto maior o comprimento do fio, maior a flecha, que é a distância vertical entre o apoio do cabo e o vértice da catenária. Além disso, a flecha também varia devido à tensão sobre o cabo. Essa relação é inversamente proporcional, de modo que quando a tensão aumenta, a flecha diminui (podemos pensar em esticar o fio para diminuir a "barriga"). 

 

Não podemos esquecer que a dilatação térmica influi consideravelmente sobre o tamanho da flecha. Isso porque os condutores se dilatam quando aquecidos e se contraem quando resfriados. Dessa forma, quando a temperatura aumenta, o comprimento também aumenta. Como vimos, se o comprimento aumenta, a tensão diminui. Logo, se a tensão diminui, a flecha aumenta. Então, podemos dizer que se a temperatura aumenta, a flecha também aumenta.

 

Como a temperatura ambiente aumenta entre o nascer do Sol e o meio dia, podemos afirmar que flecha também aumenta. Ou seja, o fio está mais esticado pela manhã do que pelo meio dia. Além disso, quanto mais esticado, maior é o raio de curvatura (um fio totalmente esticado tem raio de curvatura infinito).

 

Dessa forma, podemos afirmar que R > R'.

 

Portanto, a resposta correta é a alternativa (E).

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