Questão 104 do Enem 2024 PPL: o que muda na suspensão com as molas cortadas
Nos outros cadernos: amarelo 116 · cinza 134 · verde 113
A suspensão de um automóvel funciona como um sistema massa-mola amortecido cuja função é reduzir a amplitude de oscilação do automóvel. Esse sistema pode ser caracterizado por uma frequência de oscilação
em que k é a constante elástica da mola e m é a massa total do sistema formado por mola, amortecedor, pneu e roda. A suspensão do automóvel é originalmente dimensionada para que a relação entre ω₀ e um parâmetro fixo b seja:
- ω₀ = b, quando não há oscilação do automóvel e o sistema volta à posição original rapidamente.
Porém, seu amortecimento pode ser determinado também por outras duas relações entre ω₀ e b:
- ω₀ > b, quando o sistema oscila algumas vezes até parar;
- ω₀ < b, quando o sistema não oscila, retornando à sua posição original lentamente.
Por questões estéticas, o proprietário de um automóvel reduz à metade o comprimento original das molas de sua suspensão e troca rodas e pneus, de modo a manter a mesma massa total do sistema. Os demais componentes permanecem inalterados.
Como essas alterações modificam a oscilação do sistema?
Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.
Resolução comentada
O que a questão pede
Como a suspensão passa a se comportar depois de cortar as molas pela metade.
Mola mais curta, mola mais dura
Uma mola é como várias molinhas em série. Com a metade do comprimento, a mesma força a deforma a metade. A constante elástica dobra:
A nova frequência
Com a mesma massa:
Antes, ω₀ = b. Agora ω₀’ > b: pelo texto, é o caso em que o sistema oscila algumas vezes até parar.
Alternativa B.
B Gabarito: alternativa B
Por que as outras alternativas estão erradas
- A
Cortar a mola não diminui a constante elástica: aumenta. Uma mola mais curta fica mais "dura". (12,8% marcaram)
- C
Erra o sentido da mudança de k. Com k maior, ω₀ passa de b, e o sistema oscila. (29,5% marcaram)
- D
Foi a mais marcada. A mola mais curta é mais rígida: k aumenta. E com ω₀ diferente de b, o sistema não volta mais "rapidamente sem oscilar". (33,3% marcaram)
- E
Acerta que k aumenta, mas com k maior ω₀ fica maior que b, o caso em que o sistema oscila, e não o de retorno lento. (12% marcaram)
Raio-X da questão
Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 234 candidatos que fizeram a prova.
Esta aplicação teve poucos candidatos, então as porcentagens oscilam mais do que na prova regular.
Em branco: 0% · Mais de uma marcada: 0%
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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