ENEM 2022 — Questão 121: Ciências da Natureza
Em um autódromo, os carros podem derrapar em uma curva e bater na parede de proteção. Para diminuir o impacto de uma batida, pode-se colocar na parede uma barreira de pneus, isso faz com que a colisão seja mais demorada e o carro retorne com velocidade reduzida. Outra opção é colocar uma barreira de blocos de um material que se deforma, tornando-a tão demorada quanto a colisão com os pneus, mas que não permite a volta do carro após a colisão. Comparando as duas situações, como ficam a força média exercida sobre o carro e a energia mecânica dissipada?
Resolução comentada da questão 121 do ENEM 2022
Resolução
Para entender a questão, é importante considerar os conceitos de força média e energia mecânica dissipada durante uma colisão. Quando um carro colide com uma barreira, a força média que atua sobre ele depende da variação da velocidade e do tempo que essa colisão leva. No caso da barreira de pneus, a colisão é mais demorada, o que resulta em uma força média menor, pois a mesma mudança de velocidade ocorre ao longo de um intervalo de tempo maior. Assim, a força média é menor em comparação com a barreira de blocos, que causa uma desaceleração mais abrupta.
Além disso, a energia mecânica dissipada refere-se à energia que é transformada em outras formas, como calor e som, durante a colisão. Na barreira de blocos, a energia é dissipada de forma mais eficiente, já que o material se deforma e não permite que o carro retorne. Portanto, a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de blocos. Em resumo, a força média é maior na colisão com a barreira de blocos, enquanto a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de blocos também.
Por que as outras alternativas estão erradas
(A) Esta é a alternativa correta — ver acima.
(B) A força não é maior na colisão com a barreira de blocos. Na verdade, a força média é maior na barreira de blocos, mas a energia dissipada é maior na barreira de blocos, o que torna essa alternativa incorreta.
(C) Embora a força seja realmente maior na colisão com a barreira de blocos, a energia dissipada não é a mesma nas duas situações. A barreira de blocos dissipa mais energia devido à sua deformação, tornando essa alternativa errada.
(D) A força não é maior na colisão com a barreira de pneus. A colisão com a barreira de pneus é menos intensa, resultando em uma força média menor. Além disso, a energia dissipada não é maior na barreira de pneus, o que torna essa alternativa incorreta.
(E) A força não é maior na colisão com a barreira de blocos, e a energia dissipada também não é maior na barreira de blocos. Essa alternativa confunde os conceitos de força e energia dissipada, tornando-a errada.
Conceito-chave para revisar
A questão aborda os conceitos de força média e energia mecânica dissipada em colisões. A força média é influenciada pelo tempo de impacto e pela variação de velocidade, enquanto a energia dissipada depende do tipo de material da barreira e como ele interage com o carro. Para aprofundar, estude sobre dinâmica de colisões e conservação de energia em física.
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