¿Se expandirá o contraerá el agujero en un disco de metal al calentarlo? [duplicar]

Posible duplicado: ¿
Se expandirá o encogerá un agujero cortado en un disco de metal cuando se calienta el disco?

El disco de metal de diámetro D1 tiene un agujero y el diámetro del agujero es D2 (D2

Ahora, si caliento el disco de metal, se expande. Hasta donde yo sé, el metal se expande a lo largo de sus extremos libres al calentarse. En este caso, el disco tiene la posibilidad de expandirse a lo largo de las circunferencias interior y exterior del disco.

La pregunta aquí es, de qué manera se expande realmente el disco de metal y, como resultado, se expandirá o contraerá el agujero en el disco. En otras palabras, suponiendo que el nuevo diámetro del agujero en el disco sea D3, ¿será D3 mayor, menor o igual que D2?

Imagine la broca cortada en el medio: un disco con un diámetro D2. ¿Qué pasa si lo calientas? Ahora imagínelo incrustado dentro de su disco de metal de diámetro D1 y caliente ambos al mismo tiempo: ¿cómo se comportarán?
¿Combinar respuestas? ¿Es eso posible? ¿O cerca?
@EnergyNumbers, los dos casos, a) el disco más pequeño está recortado yb) incrustado en el disco más grande, son diferentes. En el primer caso, no hay resistencia alguna para que el disco D1 se expanda hacia adentro y, por lo tanto, reduzca el orificio...

Respuestas (2)

Se expande. Tome un disco normal y dibuje un círculo en él. El círculo se expande. Tome un nuevo disco, dibuje un agujero y haga una puntuación en ese círculo. Todavía se expande. Repita con una puntuación más profunda. Todavía se expande. Sigue haciéndolo más profundo. Todavía se expande. En un momento, tu navaja (o lo que sea) comenzará a atravesar el metal. Todavía se expande. Recorta el círculo, pero deja la pieza cortada en el agujero. Ahora bien, ¿no parece lógico que el círculo+agujero se expanda? Retire el círculo, todavía se expande.

Entonces, para responder a su pregunta, un agujero en un material se comporta como un círculo de ese mismo material. Se expande al calentar.

Lo que realmente sucede es que si intenta expandirse hacia adentro (contraerse básicamente), tendrá que comprimirse y aumentar su densidad. Habrá resistencia a él, por lo que trata de expandirse hacia una región libre, a saber, el exterior. Y el interior se expande solo porque lo hace cuando no hay un agujero.

Efectivamente simultáneo. ¡La pregunta es tan familiar! :)
@Slaviks Sí. Tuve esta misma duda hace años y luego me imaginé una respuesta (la misma explicación que la tuya/la mía). =D
@Manishearth, gracias por la explicación... Pero creo que hay una diferencia en los 2 casos que mencionaste... primero cuando la pieza de metal todavía está en el disco, y el segundo: la pieza de metal se quita para hacerla un disco... en este último caso, no hay resistencia para la expansión hacia adentro... entonces, existe la posibilidad de que el agujero se encoja...
@Malik hay resistencia. Si una parte en el borde del agujero intenta moverse hacia adentro simultáneamente con una parte al lado, ambas intentarán ocupar casi el mismo espacio. Entonces hay resistencia.
@Manishearth, considere que el disco se calienta uniformemente en su área ... el metal cerca de la circunferencia exterior intenta expandirse hacia afuera debido a la resistencia de las moléculas vecinas del lado del disco. De manera similar, la parte que está cerca de la circunferencia interior del orificio (parte recortada) tiende a expandirse hacia su lado libre y, por lo tanto, tapa el orificio. \
@Mallik Aah, pero para la parte interna, las cosas que la rodean están dispuestas a ceder. Se está expandiendo hacia el exterior, por lo que está 'saliendo' del lugar que este metal intenta ocupar. A diferencia del otro caso donde dos segmentos intentan ocupar el mismo lugar.
tiene sentido ... en caso de que el calentamiento se concentre solo alrededor del orificio, ¿se encogerá el orificio?
@Malik Depende. Si descuida la conducción, entonces se encogerá. De hecho, se deformará. Si permite la conducción, probablemente no se encogerá y puede haber una deformación más uniforme.
Siempre que tenga algo extraño como un material diferente en el agujero, siempre existe la posibilidad de deformación (doblarse fuera del plano)
@Mallik: Es posible que desee ver esto también: physics.stackexchange.com/a/22436/7433

Imagine que el agujero se llena con otro disco de exactamente el mismo diámetro que el agujero (inicialmente D 2 ) y del mismo material. Una vez que ambos discos se calientan, se expandirán como si fueran un solo objeto sólido. Dado que el disco pequeño se expande, concluimos que el agujero en el disco grande también debe expandirse, D 3 > D 2 .

Respuestas simultáneas ;)
¿Se expandirá o contraerá el agujero en un disco de metal al calentarlo? [duplicar]
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