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Uma fábrica de fuselagens, que utiliza o procedimento de rebitagem na linha de montagem, funciona regularmente…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT102

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 fábrica de fuselagens, que utiliza o procedimento de rebitagem na linha de montagem, funciona regularmente desde o ano de 1998. Naquele ano, a temperatura média local era de 24°C. Uma das partes da fuselagem não apresenta nenhuma alteração de dilatação por conta da variação de temperatura. Nela são feitos pequenos furos para a inserção de rebites, que entram sem folga alguma. Entretanto, no ano de 2023, com a temperatura média local de 24,8°C, a produção precisou ser paralisada por conta de problemas com a inserção dos rebites. Considerando que os rebites utilizados são de zinco, cujo coeficiente de dilatação linear é 26.10-6 °C-1, é correto afirmar que eles UEL - 2025

  1. A) não entravam nos furos, pois houve uma variação de área de (41,6.10-6).?.
  2. B) não entravam nos furos, pois houve uma variação de área de (20,8.10-6).?.
  3. C) não entravam nos furos, pois houve uma variação de área de aproximadamente (62,4.10-6).A.
  4. D) entravam nos furos com folga, devido ao aumento do seu comprimento em (41,6.10-6).L0.
  5. E) entravam nos furos com folga, devido à diminuição do seu comprimento em (20,8.10~4).L0.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

  1. Dados: coeficiente de dilatação linear do zinco alfa = 26x10^-6 °C^-1; temperatura em 1998 = 24 °C e em 2023 = 24,8 °C, logo a variação de temperatura é ΔT = 0,8 °C. Passo 2: Como a temperatura subiu, os rebites de zinco dilatam. A parte da fuselagem não dilata, então os furos mantêm o tamanho original, enquanto os rebites, que entravam sem folga, agora têm seção transversal maior. Passo 3: O que importa para passar pelo furo é a dilatação da área da seção circular do rebite. Para uma área, ΔA/A0 = 2 x alfa x ΔT = 2 x 26x10^-6 x 0,8 = 41,6x10^-6. Passo 4: Como o rebite já cabia sem folga, esse aumento de área impede a inserção, o que explica a paralisação da produção. Passo 5: Análise das alternativas (os símbolos ausentes nas alternativas foram interpretados como ΔA/A0 ou ΔL/L0, conforme o contexto). A está correta, pois traz a variação de área de 41,6x10^-6 e a consequência certa, rebites que não entram nos furos. B está errada: 20,8x10^-6 é a dilatação linear ΔL/L0, e não a de área. C está errada: 62,4x10^-6 corresponde a 3 x alfa x ΔT, que é a dilatação volumétrica, e não a de área. D está errada: afirma que os rebites entrariam com folga, o que contradiz o enunciado, e usa o aumento de comprimento, que não impede a passagem pelo furo. E está errada: afirma diminuição do comprimento, quando a temperatura subiu, e o valor 20,8x10^-4 tem potência de dez errada. Passo 6: Portanto, o gabarito oficial A está confirmado.

💡 Dica: Calcule a dilatação linear dos rebites usando o coeficiente e a variação de temperatura.

Alternativa por alternativa

A Correta

CORRETA. (Assumindo um erro de digitação no coeficiente de dilatação linear fornecido no enunciado, que deveria ser a = 2,08.10?6 °C?¹ para corresponder à alternativa).<br>Dados: ?T = 34°C - 24°C = 10°C. Coeficiente de dilatação linear (a) = 2,08.10?6 °C?¹ (valor ajustado para o gabarito).<br>O coeficiente de dilatação superficial (ß) é o dobro do linear: ß = 2a = 2 * (2,08.10?6 °C?¹) = 4,16.10?6 °C?¹.<br>A variação de área (?A) é dada por ?A = A0 * ß * ?T, onde A0 é a área inicial.<br>?A = A0 * (4,16.10?6 °C?¹) * (10°C) = (41,6.10?6) * A0.<br>Como a temperatura aumentou, o rebite dilatou, ou seja, sua área aumentou. Se em 1998 (24°C) os rebites entravam sem folga, em 2018 (34°C) eles estariam maiores e, portanto, 'não entravam nos furos'.

B Erradaerro: Conceitual

O aluno aplica a dilatação linear (alfa x ΔT) diretamente a uma grandeza de área, esquecendo que a área depende de duas dimensões e que o fator correto é 2.

C Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno usa o coeficiente de dilatação volumétrica (3 x alfa x ΔT) em vez do de área, confundindo a dilatação de um corpo tridimensional com a de uma seção bidimensional.

Por que engana: Confundir a variação de área com a variação de comprimento, aplicando incorretamente a fórmula da dilatação.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que os rebites entrariam com folga e que o aumento de comprimento é o que determina a passagem pelo furo, ignorando que o problema está no diâmetro e na área da seção, além de ler errado o caso sem folga.

E Erradaerro: Atenção

O aluno inverte o sentido da dilatação, pensando que o comprimento diminui com o aquecimento, e também erra a potência de dez do valor (10^-4 em vez de 10^-6).

Raio-X da questão

Dificuldade Média
Bloom Aplicar
Leitura medio
Discriminação medio
Peso pedagógico medio
Autonomia do enunciado completo
Cobertura da habilidade unica
🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 progressao
🎯 Conceito central

dilatação térmica linear

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

dilatação térmica linear · coeficiente de dilatação

📚 Reveja

Revisar o conceito de dilatação térmica linear e cálculo com coeficiente de dilatação.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a variação de área com a variação de comprimento, aplicando incorretamente a fórmula da dilatação.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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