Questão 67 do Enem 2015 PPL: a distância de frenagem com e sem ABS

Enem 2015 PPL · 1º dia · caderno azul · Física · Mecânica

Nos outros cadernos: branco 67 · amarelo 65 · rosa 54

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A d₁ = 45 m e d₂ = 60 m.

Num sistema de freio convencional, as rodas do carro travam e os pneus derrapam no solo, caso a força exercida sobre o pedal seja muito intensa. O sistema ABS evita o travamento das rodas, mantendo a força de atrito no seu valor estático máximo, sem derrapagem. O coeficiente de atrito estático da borracha em contato com o concreto vale μ_e = 1,0 e o coeficiente de atrito cinético para o mesmo par de materiais é μ_c = 0,75. Dois carros, com velocidades iniciais iguais a 108 km/h, iniciam a frenagem numa estrada perfeitamente horizontal de concreto no mesmo ponto. O carro 1 tem sistema ABS e utiliza a força de atrito estática máxima para a frenagem; já o carro 2 trava as rodas, de maneira que a força de atrito efetiva é a cinética. Considere g = 10 m/s².

As distâncias, medidas a partir do ponto em que iniciam a frenagem, que os carros 1 (d₁) e 2 (d₂) percorrem até parar são, respectivamente,

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

As distâncias de frenagem dos dois carros.

Desaceleração

Na pista horizontal, a única força horizontal é o atrito:

\mu\,m\,g = m\,a \quad\Rightarrow\quad a = \mu\,g

Carro 1 (ABS, estático): $a_1 = 1{,}0 \times 10 = 10\ \text{m/s}^2$
Carro 2 (travado, cinético): $a_2 = 0{,}75 \times 10 = 7{,}5\ \text{m/s}^2$

Distâncias

108 km/h = 30 m/s. Com Torricelli até parar, $d = v^2/(2a)$ :

d_1 = \frac{900}{20} = 45\ \text{m} \qquad d_2 = \frac{900}{15} = 60\ \text{m}

O ABS mantém o atrito estático, que é maior que o cinético, e o carro para antes.

Alternativa A.

A Gabarito: alternativa A

Por que as outras alternativas estão erradas

B
Inverte: o carro com ABS tem mais atrito e para antes. (20,5% marcaram)
C
Foi a errada mais marcada. Esquece o 2 de v² = 2ad. (23,5% marcaram)
D
Usa a velocidade em km/h (108) sem converter para m/s. (16,2% marcaram)
E
Usa km/h e ainda inverte os carros. (7,6% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 3.482 candidatos que fizeram a prova.

Esta aplicação teve poucos candidatos, então as porcentagens oscilam mais do que na prova regular.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 656 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 19ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.

Acertaram32%dos candidatos marcaram a A

Como os candidatos responderam

A32% ✓ gabarito
B20,5%
C23,5%
D16,2%
E7,6%

Em branco: 0,2% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50026,9%
500 a 60036,4%
600 a 70047,9%
700 ou mais85%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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Força de Atrito

Atrito estático e cinético, frenagem com e sem ABS e o atrito nos pés de quem caminha.

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