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ENEM - 2022 Em um autódromo, os carros podem derrapar em uma curva e bater na parede de proteção. Para…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

ENEM - 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? Comparando as duas situações, como ficam a força média exercida sobre o carro e a energia mecânica dissipada?

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.
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.
C) A força é maior na colisão com a barreira de blocos, e a energia dissipada é a mesma nas duas situações.
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.
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.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Os dois casos têm o mesmo tempo de colisão, pois o enunciado diz que a barreira de blocos torna a colisão tão demorada quanto a dos pneus. Assim, a força média é diretamente proporcional à variação da quantidade de movimento, já que F_média × Δt = Δp.
Na barreira de blocos, o carro para e não volta. A variação da quantidade de movimento é Δp = m × v (em módulo), com v a velocidade de chegada.
Na barreira de pneus, o carro volta com velocidade reduzida v', em sentido contrário. A variação é Δp = m × (v + v') em módulo, que é maior que m × v. Como o Δt é o mesmo, a força média é maior na barreira de pneus.
A energia mecânica dissipada é a diferença entre a energia cinética antes e depois da colisão. Na barreira de blocos, a energia cinética final é zero, então toda a energia cinética inicial é dissipada.
Na barreira de pneus, o carro sai com energia cinética não nula, pois volta com velocidade reduzida. Logo, a energia dissipada é menor que na barreira de blocos.
Conclusão: a força é maior na colisão com a barreira de pneus, e a energia dissipada é maior na colisão com a barreira de blocos. Isso corresponde à alternativa A, que coincide com o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas: B inverte as duas comparações; C afirma que a energia dissipada é igual, o que ignora a volta do carro nos pneus; D afirma que a energia dissipada é maior nos pneus, o que contraria o balanço de energia; E inverte a comparação de força.

💡 Dica: Compare o tempo de colisão e a energia dissipada para analisar força e energia.

Alternativa por alternativa

A Correta

Correta. A barreira de pneus dissipa energia ao longo do tempo, resultando em menor força média. A barreira de blocos exerce uma força maior devido à sua rigidez.

B Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno supõe que a barreira mais rígida, que para o carro por completo, aplica a menor força, e que o carro que volta dissipa mais energia. Ele não percebe que a parada total exige a maior variação de movimento no mesmo intervalo de tempo e que o retorno deixa energia cinética no carro.

Por que engana: Confundir relação entre tempo de colisão, força média e energia dissipada, levando a respostas incorretas sobre qual força é maior.

C Erradaerro: Interpretação

O aluno considera que, como o tempo de colisão é igual, a energia dissipada também deve ser igual. Ele ignora que a energia dissipada depende da energia cinética que sobra após a colisão, e não apenas do tempo de contato.

D Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que a barreira de pneus, por fazer o carro voltar, dissipa mais energia, confundindo a dissipação com a quantidade de movimento. Ele não percebe que o carro que volta retém parte da energia cinética, então dissipa menos.

E Erradaerro: Procedimental

O aluno aplica a fórmula de força de forma incorreta, assumindo que a parada completa com deformação produz maior força e também maior dissipação, sem comparar a variação da quantidade de movimento nos dois casos.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade dupla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

força média e energia dissipada

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

impulso e quantidade de movimento · energia mecânica e dissipação

📚 Reveja

Estude impulso, força média e conservação de energia.

⚠️ Erro mais comum

Confundir relação entre tempo de colisão, força média e energia dissipada, levando a respostas incorretas sobre qual força é maior.

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cotidiano

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