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2. Uma régua de aço de 7,0 cm foi calibrada a 20 ºC. A régua é usada em um ambiente muito quente, onde a temperatura é de 45 ºC. Determinar o erro percentual cometido ao se usar a régua nesse ambiente e discutir a viabilidade do uso da régua nesse local. O erro percentual é dado pela razão entre a dilatação e o comprimento inicial. ???????????????? = ∆????/????0.

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Questões Para a Compreensão

há 2 anos

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ano passado

Para calcular o erro percentual cometido ao usar a régua de aço em um ambiente mais quente, precisamos considerar a dilatação térmica do aço. A fórmula para a dilatação linear é: \[ \Delta L = L_0 \cdot \alpha \cdot \Delta T \] onde: - \(\Delta L\) é a variação do comprimento, - \(L_0\) é o comprimento inicial (7,0 cm), - \(\alpha\) é o coeficiente de dilatação linear do aço (aproximadamente \(11 \times 10^{-6} \, \text{°C}^{-1}\)), - \(\Delta T\) é a variação de temperatura (45 °C - 20 °C = 25 °C). Agora, vamos calcular a dilatação: \[ \Delta L = 7,0 \, \text{cm} \cdot (11 \times 10^{-6} \, \text{°C}^{-1}) \cdot 25 \, \text{°C} \] \[ \Delta L \approx 7,0 \cdot 11 \cdot 25 \times 10^{-6} \approx 0,001925 \, \text{cm} \approx 0,1925 \, \text{mm} \] Agora, o comprimento final da régua em 45 °C será: \[ L_f = L_0 + \Delta L = 7,0 \, \text{cm} + 0,0001925 \, \text{cm} \approx 7,0001925 \, \text{cm} \] Para calcular o erro percentual: \[ \text{Erro percentual} = \left( \frac{\Delta L}{L_0} \right) \times 100 \] \[ \text{Erro percentual} = \left( \frac{0,0001925 \, \text{cm}}{7,0 \, \text{cm}} \right) \times 100 \approx 0,00275\% \] Portanto, o erro percentual é muito pequeno, cerca de 0,00275%. Discussão sobre a viabilidade do uso da régua: Dado que o erro percentual é extremamente baixo, a régua de aço ainda pode ser utilizada em ambientes quentes, pois a dilatação não compromete significativamente a precisão das medições. No entanto, se medições extremamente precisas forem necessárias, pode ser interessante considerar o uso de materiais com menor coeficiente de dilatação térmica.

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há 2 anos

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6. (UFPel-RS) A água, substância fundamental para a vida no planeta, apresenta uma dilatação anômala. Suponha que um recipiente, feito com um determinado material hipotético, se encontre completamente cheio de água a 4 ºC. De acordo com o gráfico e seus conhecimentos, é CORRETO afirmar que (a) apenas a diminuição de temperatura fará com que a água transborde. (b) tanto o aumento da temperatura quanto sua diminuição não provocarão o transbordamento da água. (c) qualquer variação de temperatura fará com que a água transborde. (d) a água transbordará apenas para temperaturas negativas. (e) a água não transbordará com um aumento de temperatura, somente se o calor específico da substância for menor que o da água.

12. (FGV-SP–2008) Um serralheiro monta, com o mesmo tipo de vergalhão de ferro (de coeficiente de dilatação linear α), a armação esquematizada. A barra transversal que liga os pontos A e B não exerce forças sobre esses pontos. Se a temperatura da armação for aumentada de ∆θ, a barra transversal de comprimento inicial ℓ0. (a) continua não exercendo forças sobre os pontos A e B. (b) empurrará os pontos A e B, pois ficará 2 vezes maior que o novo tamanho que deveria assumir. (c) empurrará os pontos A e B, pois ficará . ℓ0 ∙ ???? ∙ ∆???? vezes maior que o novo tamanho que deveria assumir. (d) tracionará os pontos A e B, pois ficará √2 vezes menor que o novo tamanho que deveria assumir. (e) tracionará os pontos A e B, pois ficará ℓ0 ∙ α ∙ ∆θ vezes menor que o novo tamanho que deveria assumir.

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