(IME - 2022/2023 - 1 fase)A figura acima mostra um

(IME - 2022/2023 - 1ª fase)

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 “L”. 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.

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.

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: