UEA 2018 — questão 67 de Física
Enunciado em texto
Um disco circular é recortado de uma chapa metálica homogênea e de espessura desprezível que está inicialmente a uma temperatura . Depois de retirado o disco, a chapa furada é aquecida a uma temperatura , enquanto o disco permanece à temperatura . Após o aquecimento da chapa, pode-se afirmar que o disco
(A) caberá perfeitamente no orifício da chapa porque ambos continuarão com o mesmo diâmetro, uma vez que nenhum deles terá variado.
(B) não se encaixará mais no orifício da chapa porque seu diâmetro será o mesmo, mas o do orifício terá diminuído.
(C) não se encaixará mais no orifício da chapa porque seu diâmetro terá aumentado e o do orifício terá diminuído.
(D) caberá perfeitamente no orifício da chapa porque ambos continuarão com o mesmo diâmetro, uma vez que eles terão aumentado igualmente.
(E) caberá com folga no orifício da chapa porque seu diâmetro será o mesmo e o do orifício terá aumentado.
(Enunciado: Vestibular UEA 2018, Prova de Conhecimentos Gerais — UEA/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado do Amazonas (UEA) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: o que acontece com o encaixe do disco depois que só a chapa é aquecida.
Passo 1 — o disco. Ele fica na temperatura inicial, então seu diâmetro não muda.
Passo 2 — o furo. Ao aquecer a chapa, o furo dilata como se fosse feito do mesmo material da chapa. Imagine o disco ainda no lugar: ele dilataria junto com o resto. Tirar o disco não muda como o material ao redor se expande, então o contorno do furo cresce na mesma proporção. Pela dilatação linear:
Passo 3 — o encaixe. O furo ficou maior e o disco ficou igual: o disco cabe com folga. É a alternativa E.
Por que não as outras: (A) a chapa foi aquecida, então o furo variou. (B) e (C) supõem que o furo diminui, o que não acontece. (C) e (D) supõem que o disco dilatou, mas ele não foi aquecido.
⚠️ A armadilha: achar que, ao aquecer, a chapa “invade” o furo e ele encolhe (alternativa B). Todas as distâncias da chapa aumentam na mesma proporção, inclusive o diâmetro do buraco: é como uma foto ampliada.
A ideia em uma frase: o furo dilata como se fosse do material da chapa: aquecida só a chapa, o disco frio passa com folga.
Resposta: alternativa E (cabe com folga: o furo aumentou).
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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