Física, perguntado por malanna00, 7 meses atrás

(SSA-2015) Uma barra metálica delgada de comprimento

inicial igual a L0 e uma mola ideal de constante elástica k

estão instaladas entre uma parede e um pequeno bloco.

Observe a figura a seguir. Quando a barra é aquecida, a mola

que estava inicialmente não deformada armazena uma

energia potencial elástica U. Sabendo-se que o coeficiente de

dilatação linear da barra vale α, a variação de temperatura da

barra ∆T nesse experimento pode ser escrita na seguinte forma:
a)ΔT = (αL0)-1(2k/U)2
b)ΔT = (αL0)-1(U/k)
c)ΔT = (αL0)(2U/k)1/2
d)ΔT = (αL0)(4U/k)1/2
e)ΔT = (αL0)-1(2U/k)1/2

Anexos:

Soluções para a tarefa

Respondido por bryanavs

A alternativa correta é: ΔT = (αL0)-1(2U/k)1/2 - letra e).

Vamos aos dados/resoluções:

O conceito da Energia Potencial Elástica acaba sendo compreendido pela analogia da semelhança do Arco e Flecha com a Mola, porque ambas armazenam energia, só que no arco é "guardada" pela corda e transferida para a flecha (se transformar em cinética/movimento).

Ou seja, a constante elástica de uma mola acaba sendo associada com à sua rigidez e dessa forma, temos que a fórmula da mesma é:

Epot = K.x²/2

U = K.x²/2

x² = 2U/K ;

O que resulta em:

x = (2U/k) 1/2

E quando visualizamos x como a variação da deformação da mola, a barra acaba seguindo o mesmo destino, dessa forma:

ΔL(2U/K) ^1/2

Aplicando a dilatação linear, temos:

ΔL = L0 . a . Δ0

Δt = aL / L0

ΔT=(2U/k) ^1/2 . (Lo.?) -¹