Fısica Experimental I - 2016.1 - Prova 2 1

Fısica Experimental I - Prova 2Prof. Marco Polo

23 de maio de 2016Inıcio: 19:00 - duracao: 3:00 horas

So serao consideradas as respostas que forem devidamente justificadas.

Questao 01: Lei de resfriamento de Newton

Imagine um recipiente contendo um termometro dentro. Um cientista derrama agua quenteno recipiente e imediatamente comeca a medir ∆T (diferenca entre a temperatura da agua e atemperatura ambiente) em funcao do tempo t, conforme a tabela abaixo:

t (min) 00 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

∆T (oC) 60 43 31 22 15 13 11 09 08 07 06 05 04

(a) (2,0) Usando o papel monolog, faca o grafico de ∆T em funcao de t.

(b) (0,5) Interprete o resultado do grafico do item (a).

(c) (1,5) Agora trace no grafico a reta que melhor se ajusta aos pontos. Com base nessa reta,calcule o valor do tempo caracterıstico τ do sistema. Desconsidere qualquer incertezanesse item.

Questao 02: Dilatacao termica

No grafico abaixo podemos ver a variacao de comprimento de 3 barras de substancias diferentesem funcao da variacao na temperatura. ∆T corresponde a diferenca entre a temperatura dabarra e a temperatura ambiente, que e de 30oC. Todas as barras tem 2, 0000 ± 0, 0001 m natemperatura ambiente. O termometro usado para medir a temperatura possui incerteza de 1oC. A tabela abaixo mostra o coeficiente de dilatacao termica de varias substancias.

0 20 40 60 80 100

0

1

2

3

4

5

6

∆L (

mm

)

∆Τ (oC)

Substância 1 Substância 2 Substância 3

Substancia α (oC−1)

Zinco 30, 0 × 10−6

Prata 20, 0 × 10−6

Aco inoxidavel 15, 0 × 10−6

Nıquel 13, 0 × 10−6

Platina 9, 0 × 10−6

Cromo 5, 0 × 10−6

Pirex 3, 2 × 10−6

Carbono 2, 5 × 10−6

(a) (3,0) Calcule o coeficiente de dilatacao termica das 3 substancias. Com base no resultadoe na tabela acima, identifique as substancias. Desconsidere qualquer incerteza nesse item.

(b) (3,0) Calcule o comprimento da barra da substancia 2 em T = 15 oC. Expresse o resultadono formato L± δL, considerando apenas as incertezas no comprimento inicial das barrase na temperatura.

Campus Ji-Parana Departamento de Fısica – UNIR