Uma lâmina bimetálica de bronze e ferro, na temperatura ambiente, é fixada por uma de suas extremidades, como…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma lâmina bimetálica de bronze e ferro, na temperatura ambiente, é fixada por uma de suas extremidades, como visto na figura abaixo. [IMAGEM] Nessa situação, a lâmina está plana e horizontal. A seguir, ela é aquecida por uma chama de gás. Após algum tempo de aquecimento, a forma assumida pela lâmina será mais adequadamente representada pela figura: Note e adote: [IMAGEM] [FUVEST 2014 - Questão 17] FUVEST - 2014
- A) [Figura A]
- B) [Figura B]
- C) [Figura C]
- D) [Figura D]
- E) [Figura E]
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Os dois metais têm coeficientes de dilatação térmica diferentes. O bronze dilata mais que o ferro para a mesma variação de temperatura. Passo 2: Ao ser aquecida, a lâmina bimetálica não se alonga como uma barra única, porque cada metal tenta alongar-se de um jeito diferente. Como os dois estão firmemente unidos, o resultado é uma flexão. Passo 3: O lado de maior dilatação (o bronze) se alonga mais que o lado de menor dilatação (o ferro). Como a lâmina está presa numa extremidade, o lado mais longo fica por fora da curva, e a extremidade livre se dobra em direção ao lado do ferro. Passo 4: Portanto, a forma correta é a lâmina encurvada no sentido indicado pela figura D, com o bronze do lado externo da curvatura. Passo 5: A alternativa A está errada, pois mostra a lâmina apenas reta e alongada, sem flexão, o que ignora a diferença de dilatação entre os metais. A alternativa B está errada, pois inverte o sentido da curvatura em relação ao metal de maior dilatação. A alternativa C está errada, pois a curvatura não corresponde ao lado externo correto do bronze. A alternativa E está errada, pois apresenta uma deformação que não segue a regra de flexão para o lado do metal de menor dilatação.
💡 Dica: Considere as diferentes dilatações térmicas dos metais para prever a curvatura da lâmina.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a lâmina apenas se alonga em linha reta, tratando-a como um material único. Ele não percebe que os dois metais dilatam de forma diferente, o que obriga a lâmina a se curvar.
O aluno inverte o sentido da curvatura, imaginando que o metal de maior dilatação deve ficar por dentro da curva. Ele não percebe que o lado mais longo fica por fora.
O aluno identifica que a lâmina deve se curvar, mas se confunde ao relacionar o metal que dilata mais com o lado externo da curva. Ele provavelmente lê mal o enunciado ou a relação entre os dois metais.
Por que engana: O aluno pode confundir a direção da curvatura da lâmina, escolhendo uma figura que não representa corretamente a dilatação diferencial entre os dois metais.
Incorreta. Não representa a curvatura esperada devido à dilatação diferencial.
O aluno pensa que o calor faz a lâmina subir ou dobrar de forma intuitiva, sem levar em conta a diferença de dilatação entre os metais. Ele usa a ideia do dia a dia de que o aquecimento deforma as coisas para cima.
Raio-X da questão
dilatação térmica em bimetálicos
avaliacao
dilatação térmica · propriedades dos materiais
Revisar o conceito de dilatação térmica e comportamento de lâminas bimetálicas ao aquecimento.
O aluno pode confundir a direção da curvatura da lâmina, escolhendo uma figura que não representa corretamente a dilatação diferencial entre os dois metais.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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