Dilatação Linear

Na dilatação linear (uma dimensão), considera-se uma das dimensões do sólido, o comprimento. Uma barra aumenta linearmente. As barras dos trilhos ferroviários são feitas com um espaçamento para a dilatação não envergarem com ganho de calor, ou retraírem com a queda da temperatura. Vale lembrar também que a dilatação não é um fenômeno visível, variando de acordo com o material e a temperatura. A dilatação linear é apenas teórica, sendo que para que algo exista ele deve ser tridimensional, numa dilatação a matéria ira dilatar em três dimensões, mas como não é possível calcular essa dilatação, adota-se somente o calculo da dilatação linear. O coeficiente de dilatação linear (α) é constante em apenas alguns intervalos de temperaturas, por isso seus valores tabelados são obtidos por médias de temperaturas.

Dados:

ΔL = variação de comprimento
α = coeficiente de dilatação linear
Lo = comprimento inicial
Δt = variação de temperatura

Ex. 1: Em uma barra de ferro de 3,6 m, o coeficiente de dilatação linear é de 2 x 10(-5)* °C(-1)* com temperatura inicial de 15°C e temperatura final de 85°C. Determine o comprimento final da barra.

Dados:
ΔL = ?
Lo = 3,6 m
L = x
α = 2 . 10(-5)*
Δt = 70°C
to = 15°C
t = 85°C

ΔL = Lo . α . Δt
x = 3,6 . 2 . 10(-5)* . 70
x = 7,2 . 10(-5)* . 70
x =  504 . 10(-5)*
x = 0,00504 m

L = Lo + ΔL
L = 3,6 + 0,00504
L = 3,60504 m

Ex. 2: Uma barra de ferro possui comprimento de 2,5 m a 23°C. Ao ser aquecida a 125°C, ela se expande 0,00826 m. Calcule o coeficiente de dilatação linear.

α = 0,00826 / 2,5 . 92
α = 0,00826 / 230
α = 0,000035913°C
α = 3,59 . 10(-5)* °C(-1)*

* = Significa a elevação do número.

Equivalências entre as escalas

Equivalência entre as escalas:

Celsius para Kelvin:

K = C + 273

Ex.: Em uma cidade, a temperatura era de 33°C. Determine a temperatura em Kelvin.

Resposta:

K = 33 + 273
K = 306 K

A temperatura da cidade é 306 K.

Kelvin para Celsius:

C = K - 273

Ex.: Um termômetro marcava 295 K. Determine a temperatura em graus Celsius.

Resposta:

C = 295 - 273
C = 22°C

O termômetro graduado em Celsius marca 22°C.

Celsius para Fahrenheit:

C / 5 = F - 32 / 9

Ex. 1: Na cidade de Kiev, na Ucrânia, um termômetro marca 55°F. Determine a temperatura em Celsius.

Resposta:

C / 5 = 55 - 32 / 9
C / 5 = 23 / 9

Multiplicação cruzada:

9.C = 23 . 5
9C = 165
C = 165 / 9
C = 18,3333333333°C ou 18,3°C

A temperatura em Kiev é de 18,3°C.

Ex. 2: Um termômetro em Londres marca 19,5°C. Determine a temperatura em Fahrenheit.

C / 5 = F -32 / 9
19,5 / 5 = F - 32 / 9

Multiplicação cruzada:

(F - 32) . 5 = 19,5 . 9
5F - 160 = 175,5
5F = 175,5 + 160
5F = 335,5
F = 335,5 / 5
F = 67,1°F

A temperatura em Londres é de 67,1°F.

OBS.: O símbolo da multiplicação está representado pelo ponto final (".").

Pontos de ebulição e fusão das escalas termométricas

Os pontos de ebulição e fusão entre as diferentes escalas termométricas, sendo as principais escalas: Kelvin (K), Fahrenheit (°F) e Celsius.

Kelvin:

Adota o valor 0 K (zero Kelvin*) como o zero absoluto. O zero absoluto é o limite inferior para a temperatura de um corpo e equivale a -273°C.

Ponto de fusão do gelo: 273 K
Ponto de ebulição: 373 K

A escala Kelvin possui uma variação de 100 K entre os pontos de fusão e ebulição.

Fahrenheit:

É uma escala bastante utilizada nos países que comumente falam a língua inglesa.

Temperatura de fusão: 32°F
Temperatura de ebulição: 212°F

A escala Fahrenheit possui uma variação de 180°F entre os pontos de fusão e ebulição, desde que haja pressão mantida a 1 ATM.

Celsius:

Adota o valor 0°C (zero grau Celsius) ao equilíbrio térmico da fusão à pressão de 1 ATM e o valor de 100°C (cem graus Celsius) à temperatura do ponto de ebulição.

A variação entre os pontos de fusão e de ebulição é de 100°C.

* = Na escala Kelvin o símbolo ° (grau) não é utilizado.

Unidades de Velocidade

Unidades de velocidade

Metros por segundo (m/s)
Quilômetros/Kilômetros por hora (km/h)

Como converter m/s para km/h ou km/h para m/s?

Exemplos:

1 - André estava em um determinado trecho de uma estrada dirigindo um carro a uma velocidade de 25 m/s. Determine a velocidade do carro em km/h.

Resposta:

Dados:

m/s = 25
km/h = ?
NM* = 3,6

Km/h = m/s . M
Km/h = 25 . 3,6
Km/h = 90

Portanto, André estava dirigindo o carro a uma velocidade de 90 km/h.

NM* = Número multiplicador da equação. Tal número sempre deverá ser 3,6.

2 - Marcela pedalava uma bicicleta em uma rua vazia com uma velocidade de 32 km/h. Determine sua velocidade em m/s.

Resposta:

Km/h = 32
M/s = ?
ND* = 3,6

M/s = Km/h ÷ ND
M/s = 32 ÷ 3,6
M/s = 8,8888888889
M/s ~ 8,89

Portanto, Marcela estava pedalando a uma velocidade de aproximadamente 8,89 m/s.

ND* = Número divisor da equação. Tal número sempre deverá ser 3,6.

Obs.: Em uma atividade na escola, é aconselhável colocar o símbolo, neste caso, o km/h no final do resultado. Em uma prova, até mesmo do ENEM, os professores ou avaliadores podem descontar de sua pontuação se você esquecer deste pequeno detalhe. Pode até ser um pequeno detalhe, mas pode ser a diferença entre uma APROVAÇÃO ou REPROVAÇÃO.

Obs. 2: Independentemente da unidade de velocidade, o NM* e o  ND* SEMPRE terão o valor de 3,6.

Unidades de Tempo

Unidades de tempo:

Segundo (s)
Minuto (min)
Hora (h)
Dia (d)

Conversão:

Minuto (min) para Segundo (seg):

1 min = 60 seg

Hora (h) para Minuto (min):

1 h = 60 min

Dia (d) para Hora (h)

1 d = 24 hs

Dia (d) para Minuto (min)

1 d = 1440 min

Dia (d) para Segundo (seg)

1 d = 86400 seg

Este é o início do blog "Física para Jovens", para tentar ajudar os jovens de Ensino Médio com determinada dificuldade em Física, além de que todos nós podemos tirar dúvidas alheias.