Questão 105 do Enem 2022: força e energia na batida contra pneus e contra blocos

Enem 2022 · 2º dia · caderno azul · Física · Mecânica

Nos outros cadernos: amarelo 92 · cinza 121 · rosa 132

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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.

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?

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

Comparar a força média e a energia dissipada nas duas barreiras, com colisões de mesma duração.

Força média: teorema do impulso

F_{\text{média}} \cdot \Delta t = \Delta Q = m\,\Delta v

Considerando a velocidade de chegada $v$ (para a parede):

Blocos: o carro para. $\Delta v = v$ .
Pneus: o carro para e volta com uma velocidade $v'$ . $\Delta v = v + v'$ , que é maior.

Com o mesmo $\Delta t$ , a força é maior nos pneus.

Energia dissipada

Blocos: o carro termina parado; toda a energia cinética foi dissipada.
Pneus: o carro sai com $v'$ ; parte da energia volta como energia cinética.

A energia dissipada é maior nos blocos.

Alternativa A.

A Gabarito: alternativa A

Por que as outras alternativas estão erradas

B
Foi a mais marcada, empatada com o gabarito. Inverte as duas coisas: quando o carro volta (pneus), a variação do momento é maior e a força também. E quem dissipa mais energia é o bloco, que para o carro de vez. (31,6% marcaram)
C
A energia dissipada não é a mesma: nos pneus, parte da energia volta para o carro, que sai andando. (13,9% marcaram)
D
Acerta a força, mas nos pneus parte da energia cinética é devolvida ao carro. O bloco dissipa mais. (12,1% marcaram)
E
Acerta a energia, mas a força é maior nos pneus, porque o carro inverte o sentido do movimento. (11,3% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 2.352.359 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 642 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 26ª mais difícil de 41 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.

Acertaram30,9%dos candidatos marcaram a A

Habilidade 18 · Competência 5Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam.

Como os candidatos responderam

A30,9% ✓ gabarito
B31,6% mais marcada
C13,9%
D12,1%
E11,3%

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

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50022,3%
500 a 60037,9%
600 a 70057,3%
700 ou mais68,3%

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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