PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 8 do ITA 2022

1ª fase · Física

Texto-base das questões 01 a 15 · 1ª fase

Se necessitar, use os seguintes valores para as constantes:
Aceleração local da gravidade g = 10\ \text{m/s}^2. 1\ \text{UA} = d_{Terra-Sol} = 150 milhões de quilômetros.
Velocidade da luz no vácuo c = 3{,}0 \times 10^8\ \text{m/s}.

Um pesquisador mergulha uma lâmina bimetálica de latão e ferro de 5 cm de comprimento, 0,3 mm de espessura e perfeitamente plana a 20\ ^\circ\text{C} em um fluido para estimar a sua temperatura. Um feixe de laser incide sobre a extremidade superior da lâmina, como mostra a figura abaixo. A extremidade inferior é mantida fixa e sempre vertical. A lâmina bimetálica encontra-se à distância d = 20{,}0\ \text{cm} de uma das paredes do recipiente, atravessada pelo feixe no ponto P_1. O laser reflete na extremidade da lâmina bimetálica e volta a incidir sobre a mesma parede no ponto P_2, distante L = 11{,}4\ \text{cm} do ponto P_1. As lâminas superpostas têm a mesma espessura, o coeficiente de dilatação linear do latão é igual a \alpha_1 = 18 \times 10^{-6}\text{K}^{-1} e do ferro igual a \alpha_2 = 2 \times 10^{-6}\text{K}^{-1}. Assinale a alternativa que apresenta o intervalo contendo a melhor estimativa da temperatura do fluido.

Esquema de um recipiente com fluido e uma lâmina bimetálica vertical em seu interior. À esquerda, a Fonte de laser emite um feixe horizontal que atravessa a parede do recipiente no ponto P₁ e incide na extremidade superior da lâmina. O feixe refletido segue para cima e para a esquerda, atravessando a mesma parede no ponto P₂. A distância vertical entre P₁ e P₂ está indicada como L = 11,4 cm; a distância horizontal entre a parede e a lâmina está indicada como d = 20,0 mm.

  1. A
    30^\circ\text{C} \leq T \leq 80\ ^\circ\text{C}
  2. B
    80^\circ\text{C} \leq T \leq 130\ ^\circ\text{C}
  3. C
    130^\circ\text{C} \leq T \leq 180\ ^\circ\text{C}
  4. D
    180^\circ\text{C} \leq T \leq 230\ ^\circ\text{C}
  5. E
    230^\circ\text{C} \leq T \leq 280\ ^\circ\text{C}
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Fonte: ITA 2022 · 1ª fase. Prova oficial ↗