Questão 17 - 1ª Fase - IME 2009

A figura apresenta uma barra metálica de comprimento L = 12 m, inicialmente na temperatura de 20 °C, exatamente inserida entre a parede ${\mathrm{P}}_1$e o bloco B feito de um material isolante térmico e elétrico. Na face direita do bloco B está engastada uma carga ${\mathrm{Q}}_1$afastada 20 cm da carga ${\mathrm{Q}}_2$, engastada na parede ${\mathrm{P}}_2$. Entre as duas cargas existe uma força elétrica de ${\mathrm{F}}_1$ newtons. Substitui-se a carga${\mathrm{Q}}_2$ por uma carga ${\mathrm{Q}}_3=2 {\mathrm{Q}}_2$e aquece-se a barra até a temperatura de 270 °C. Devido a esse aquecimento, a barra sofre uma dilatação linear que provoca o deslocamento do bloco para a direita. Nesse instante a força elétrica entre as cargas é ${\mathrm{F}}_2=32 {\mathrm{F}}_1$

Considerando que as dimensões do bloco não sofrem alterações e que não exista qualquer força elétrica entre as cargas e a barra, o coeficiente de dilatação térmica linear da barra, em ${{}_{}{}^{\mathrm{o}}\mathrm{C}}_{}^{-1}$, é