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Ciências da Natureza ENEM 2022 média~1 min

Questão 105 do ENEM 2022 comentada

Entenda como a variação da quantidade de movimento e da energia compara diferentes colisões.

Numeração do caderno azul · Ciências da Natureza

Questão 105ENEM 2022

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?

  1. A
    A força é maior na colisão com a barreira de pneus, e a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de blocos.
  2. B
    A força é maior na colisão com a barreira de blocos, e a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de pneus.
  3. C
    A força é maior na colisão com a barreira de blocos, e a energia dissipada é a mesma nas duas situações.
  4. D
    A força é maior na colisão com a barreira de pneus, e a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de pneus.
  5. E
    A força é maior na colisão com a barreira de blocos, e a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de blocos.

Tente resolver antes de abrir. Errar aqui é de graça.

Ver a resposta e a resolução

Resposta: Agabarito oficial do INEP

O que a questão cobra

A questão exige relacionar o impulso à variação da quantidade de movimento e a energia dissipada à mudança na energia cinética do carro. Também é preciso considerar que as duas colisões têm a mesma duração.

Resolução

Considere um carro de massa m, que chega à barreira com velocidade v. Nas duas situações, o tempo de colisão é igual. Com os pneus, o carro volta com velocidade de módulo u, que é menor que v. Com os blocos, ele não retorna e para.

“tão demorada quanto a colisão com os pneus”

A variação da quantidade de movimento tem módulo maior quando o carro retorna, pois sua velocidade muda de sentido. Como a duração é a mesma, a força média também é maior nesse caso.

Pneus: impulso de módulo m(v + u).

Blocos: impulso de módulo mv.

Na colisão com os blocos, o carro para e perde toda a energia cinética que tinha antes do impacto. Com os pneus, ele ainda se afasta com velocidade u; portanto, parte da energia cinética permanece com o carro. Assim, os blocos dissipam mais energia mecânica. A força média é maior na colisão com os pneus, e a energia dissipada é maior na colisão com os blocos.

Alternativa por alternativa

  • A

    Correta. O retorno do carro aumenta a variação da quantidade de movimento e, como o tempo é igual, a força média; os blocos dissipam mais energia porque o carro para.

  • B

    A força não é maior com os blocos: o carro retorna com os pneus, aumentando a variação da quantidade de movimento. A energia dissipada também é maior com os blocos.

  • C

    A força é maior com os pneus, e a energia dissipada não é igual: os blocos fazem o carro parar.

  • D

    Embora a força seja maior com os pneus, a energia dissipada é maior com os blocos, não com os pneus.

  • E

    Os blocos dissipam mais energia, mas a força média é maior com os pneus, devido à maior variação da quantidade de movimento.

Para lembrarO impulso é igual à variação da quantidade de movimento; para um mesmo intervalo de tempo, maior impulso significa maior força média.

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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