A figura acima mostra um aparato com uma barra de aço vertical, tendo sua extremidade superior presa ao teto e sua extremidade inferior encostada na ponta de uma gangorra em forma de . Por sua vez, a gangorra também encosta em um apoio elástico, que é preso na parede indicada. Após a montagem do aparato, a barra de aço é aquecida por igual.
Ao final do processo de aquecimento, o trabalho realizado pela força peso da barra de aço e a energia potencial armazenada no apoio elástico são, respectivamente:
Dados:
• aceleração da gravidade: $g$;
• massa da barra de aço: $m$;
• comprimento da barra de aço: $c$;
• coeficiente de dilatação linear da barra de aço: $\alpha$;
• coeficiente elástico do apoio: $k$;
• comprimento horizontal da gangorra: $2L$;
• comprimento vertical da gangorra: $L$;
• variação de temperatura após o aquecimento: $T$.
Observações:
• a deformação da barra de aço após a dilatação é muito menor que $L$;
• o pino indicado na figura mantém-se fixo;
• antes do aquecimento
o apoio elástico está encostado na gangorra e sem energia potencial armazenada.
o apoio elástico está encostado na gangorra e sem energia potencial armazenada.