ENEM 2012 PPL — questão 63 de Física
Enunciado em texto
[Tirinha em três quadros. 1º: um homem tenta, com as mãos, soltar uma porca de um parafuso e diz: “NÃO CONSIGO DESATARRAXAR ESTA PORCA.” 2º: um rapaz segura o parafuso com a porca sobre a chama de uma vela e diz: “EU CONSIGO.” 3º: o rapaz ergue o parafuso numa mão e a porca, já solta, na outra, enquanto o primeiro homem olha espantado.]
O quadro oferece os coeficientes de dilatação linear de alguns metais e ligas metálicas:
| Substância | Coeficiente de dilatação linear () |
|---|---|
| Aço | 1,2 |
| Alumínio | 2,4 |
| Bronze | 1,8 |
| Chumbo | 2,9 |
| Níquel | 1,3 |
| Latão | 1,8 |
| Ouro | 1,4 |
| Platina | 0,9 |
| Prata | 2,4 |
| Cobre | 1,7 |
GREF. Física 2: calor e ondas. São Paulo: Edusp, 1993.
Para permitir a ocorrência do fato observado na tirinha, a partir do menor aquecimento do conjunto, o parafuso e a porca devem ser feitos, respectivamente, de
a) aço e níquel.
b) alumínio e chumbo.
c) platina e chumbo.
d) ouro e latão.
e) cobre e bronze.
(Enunciado e figura: ENEM 2012 PPL (2ª aplicação), Caderno 3 – Branco — INEP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: escolher os metais do parafuso e da porca para que, aquecendo o conjunto, a porca afrouxe com o menor aumento de temperatura possível.
Passo 1 — o furo da porca também dilata. Quando uma peça com furo é aquecida, o furo aumenta como se fosse feito do próprio material da peça. Se a porca dilatar mais que o parafuso, aparece uma folga e ela solta. Então a porca precisa ter o maior coeficiente, e o parafuso, o menor.
Passo 2 — quanto aquecer. Para um diâmetro D, a folga que aparece é a diferença entre as duas dilatações:
Para conseguir a folga necessária com o menor ΔT, a diferença entre os coeficientes tem de ser a maior possível.
Passo 3 — testar as alternativas (diferença porca − parafuso, em ):
• (A) níquel − aço = 1,3 − 1,2 = 0,1;
• (B) chumbo − alumínio = 2,9 − 2,4 = 0,5;
• (C) chumbo − platina = 2,9 − 0,9 = 2,0;
• (D) latão − ouro = 1,8 − 1,4 = 0,4;
• (E) bronze − cobre = 1,8 − 1,7 = 0,1.
A maior diferença é a da (C): parafuso de platina (o menor coeficiente da tabela) e porca de chumbo (o maior).
⚠️ A armadilha: a (B), escolher os dois metais que mais dilatam. O que solta a porca não é o quanto cada peça dilata, e sim a diferença entre elas: alumínio e chumbo dilatam muito, mas quase igual.
A ideia em uma frase: para a porca soltar com pouco aquecimento, ela deve dilatar muito mais que o parafuso: maior diferença de coeficientes, com o maior na porca.
Resposta: alternativa C (platina e chumbo).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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