A Física do cotidiano - Porque as portas rangem mais no inverno?

Azizi Manuel Tempesta 

 Licenciatura em Física 

Todo material, seja ele sólido líquido ou gás, sofre uma variação em suas dimensões quando ocorre uma variação de temperatura. Se aumentarmos a temperatura as dimensões do material também aumentam, e se diminuirmos a temperatura, conseqüentemente as dimensões do material também diminuem. 

Porém, para nós o que interessa é a dilatação/contração dos materiais sólidos. Para tal tipo de corpo nós podemos considerar três situações: 

Primeiro: o comprimento do objeto é muito maior que suas outras dimensões, ou seja, ele se assemelha a uma barra.

Para este caso ao variarmos a temperatura, a dilatação/contração irá ocorrer em todos os sentidos, porém, como a medida do comprimento é superior a todas as outras, a maior variação de tamanho irá ocorrer na direção do comprimento. Neste caso dizemos que o corpo sofreu uma dilatação/contração linear.

Segundo: a superfície do objeto é muito maior que sua espessura, ou seja, o corpo se parece com uma chapa.

Neste caso, também teremos a dilatação/contração em todas as direções ao variarmos a temperatura, porém as mais pronunciadas se darão nas direções do comprimento e da largura, que são as maiores dimensões do objeto. Neste caso, dizemos que há uma dilatação/contração superficial.

Terceiro: todas as dimensões do objeto são significativas. Podemos tomar como exemplo de objeto com tais características um cubo.

Agora sim teremos uma variação significativa em todas as dimensões do objeto ao variarmos sua temperatura. Neste caso, dizemos que temos uma dilatação/contração volumétrica. 

Mas como podemos relacionar isto com o fato de as portas rangerem mais no inverno? É simples. Uma porta é presa a uma dobradiça metálica, como o que vemos abaixo:

Ela é composta por duas chapas metálicas com tubos nas pontas onde é encaixada uma pequena barra cilíndrica de metal que irá unir as duas partes. Quando estamos no inverno a temperatura é mais baixa do que nas demais estações do ano. Como há uma diminuição da temperatura teremos uma diminuição do tamanho dos materiais. Para a dobradiça nós podemos olhar para o comportamento das chapas, dos tubos presentes nas chapas e da barrinha de metal. A barra cilíndrica ira se comportar como no primeiro caso, diminuindo o seu comprimento, já as chapas irão se comportar como no segundo caso, diminuindo sua superfície, e os tubos também, eles diminuirão seu comprimento e o tamanho do furo. 

Como o tamanho do furo diminuiu e a espessura da barra não, o tubo irá apertá-la, fazendo com que quando movimentamos a porta a barra raspe no tubo e produza o rangido.