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:
De
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 y(x);=;acosh!l(tfracxar) 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:
  1. Se o fio estivesse supertenso e reto, qualquer calor faria ele se expandir e explodir de tensão.
  2. 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.

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