Porque os fios dos postos elétricos não são esticados? Qual é o fenômeno físico envolvido?
Passo 1
Beleza, o enunciado pergunta “por que os fios dos postes elétricos não ficam esticados?” e “qual é o fenômeno físico envolvido?”. Isso cai em Física básica: vamos usar conceitos de mecânica (peso e forma de cabos soltos) e termodinâmica (dilatação térmica). Precisamos entender por que deixamos uma sobra de fio em vez de deixar tudo supertenso.
Passo 2
Primeiro, dilatação térmica. Todo material metálico se expande quando esquenta e se contrai quando esfria. A regra geral é:
onde
• = variação de comprimento
• = coeficiente de dilatação linear do metal
• = comprimento inicial
• = variação de temperatura
•
•
•
•
Se o fio estivesse “esticado” ao máximo, um aumento de temperatura faria
e teria de forçar a fiação a se prolongar, gerando uma tensão enorme que poderia romper o fio ou arrancar o poste.
Passo 3
Segundo, a gravidade: quando um cabo de peso próprio
fica solto entre dois suportes, ele forma uma curva chamada catenária, descrita por
com
relacionado à tensão horizontal no cabo. Essa forma curva garante que o fio suporte melhor seu próprio peso, sem sobrecarregar nenhum ponto. Se fosse esticado reto, a tensão em cada trecho aumentaria ainda mais.
Passo 4
Juntando tudo:
- Se o fio estivesse supertenso e reto, qualquer calor faria ele se expandir e explodir de tensão.
- Sob gravidade, um fio solto na catenária distribui seu peso de forma tranquila.
Então deixamos uma “folga” (curva) para:
- permitir a dilatação térmica sem quebra
- acomodar o peso do próprio fio numa forma estável
Resposta
Os fios não são esticados para poderem se expandir e contrair sem romper (fenômeno de dilatação térmica) e para adotarem a forma de catenária sob o peso próprio, reduzindo tensões.