Expansión térmica de un anillo

Expansión térmica de un anillo

 Física







Detalles de la actividad

Casi todas las personas asumen con facilidad la idea de la dilatación lineal de los cuerpos debida a los cambios de temperatura y es muy conocido que edificios, puentes, vías del tren están provistos de juntas de dilatación debido a este fenómeno.

Sin embargo cuando preguntamos cómo se comportaría el agujero central de una arandela cuando la calentamos, hay personas que piensan que se hará algo más pequeño "debido a que la corona que constituye la arandela se dilata en todos los sentidos y por lo tanto el diámetro del agujero se hará algo más pequeño".

Con esta actividad vamos a comprobar que esto no es así y que se dilatará cualquier magnitud lineal del anillo. Como el perímetro (longitud de la circunferencia) es $$L = 2 \cdot \pi \cdot radio$$

los aumentos de longitud de los perímetros externo e interno del anillo están asociados a los correspondientes aumentos de sus radios externo $R$ e interno $r$ y por lo tanto cuando calentemos se producirá un aumento del radio del agujero.

También podemos hacer un experimento mental pensando en la dilatación de un círculo macizo que subdividimos mentalmente en un círculo central alrededor del cual hay una corona externa. En este caso podemos considerar que el círculo completo dilatado se obtiene como la suma del círculo interior dilatado más la corona exterior dilatada.

La corona externa debe aumentar tanto su radio externo como el interno, de lo contrario el círculo dilatado no cabría en el hueco.

Instrucciones

Cuando calentamos un objeto sabemos que se produce una dilatación lineal del mismo dependiendo de la temperatura y del tipo de material.

Fecha de publicación: 02-02-2024

Categoría: Física

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