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Ciências da Natureza ENEM 2015 difícil~1 min

Questão 64 do ENEM 2015 comentada

Veja como calcular o trabalho realizado durante a aceleração de um corredor a partir de sua massa e velocidade.

Numeração do caderno azul · Ciências da Natureza

Questão 64ENEM 2015

Uma análise criteriosa do desempenho de Usain Bolt na quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos mostrou que, apesar de ser o último dos corredores a reagir ao tiro e iniciar a corrida, seus primeiros 30 metros foram os mais velozes já feitos em um recorde mundial, cruzando essa marca em 3,78 segundos. Até se colocar com o corpo reto, foram 13 passadas, mostrando sua potência durante a aceleração, o momento mais importante da corrida. Ao final desse percurso, Bolt havia atingido a velocidade máxima de 12 m/s.

Disponível em: http://esporte.uol.com.br. Acesso em: 5 ago. 2012 (adaptado)

Supondo que a massa desse corredor seja igual a 90 kg, o trabalho total realizado nas 13 primeiras passadas é mais próximo de:

  1. A
    5,4 x 10² J.
  2. B
    6,5 x 10³ J.
  3. C
    8,6 x 10³ J.
  4. D
    1,3 x 104 J.
  5. E
    3,2 x 104 J.

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Ver a resposta e a resolução

Resposta: Bgabarito oficial do INEP

O que a questão cobra

A questão exige relacionar o trabalho total realizado sobre um corpo à variação de sua energia cinética. Para isso, você precisa identificar a velocidade inicial e a velocidade final do corredor.

Resolução

Ao final desse percurso, Bolt havia atingido a velocidade máxima de 12 m/s.

O trabalho total realizado sobre o corredor é igual à variação de sua energia cinética. Como ele parte do repouso, sua velocidade inicial é zero. A massa é de 90 kg, e a velocidade final, de 12 m/s.

W = ΔEc = (1/2) · m · (vf² − vi²)

W = (1/2) · 90 · (12² − 0²)

W = 45 · 144 = 6 480 J

Esse resultado equivale a 6,48 × 10³ J. Entre as opções, o valor mais próximo é 6,5 × 10³ J. O tempo de 3,78 s e o número de passadas não entram nesse cálculo: com a massa e a variação da velocidade, já é possível determinar o trabalho total.

Alternativa por alternativa

  • A

    5,4 × 10² J não corresponde ao trabalho calculado, que é 6 480 J.

  • B

    Correta. 6,5 × 10³ J é o valor da alternativa mais próximo dos 6 480 J obtidos pela variação da energia cinética.

  • C

    8,6 × 10³ J é maior que o resultado calculado, de 6 480 J.

  • D

    1,3 × 10⁴ J também é maior que o trabalho calculado, de 6 480 J.

  • E

    3,2 × 10⁴ J não se aproxima do resultado de 6 480 J.

Para lembrarO trabalho total sobre um corpo é igual à variação de sua energia cinética: W = ΔEc = (1/2) · m · (vf² − vi²).

Resolução escrita com ajuda de IA a partir do gabarito oficial e revisada por um segundo modelo antes de ir ao ar. Achou erro? Avise a gente.

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