Questões do ENEM relacionadas com a física aplicada no trânsito (2015-2012)

QUESTÃO 49 (2015) Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro contém um painel fotovoltaico que converte a energia do Sol em energia elétrica que, por sua vez, alimenta um motor elétrico. A imagem mostra o carro solar Tokai Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009, uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido uma velocidade média acima de 100 km/h.

Disponível em: www.physics.hku.hk. Acesso em: 3 jun. 2015. Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) seja de 1 000 W/m2 , que o carro solar possua massa de 200 kg e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de 9,0 m2 e rendimento de 30%. Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108 km/h é um valor mais próximo de A) 1,0 s. B) 4,0 s. C) 10 s. D) 33 s. E) 300 s. Resolução: De acordo com o enunciado, a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) é 1000 W/m² e a área do painel fotovoltaico é 9 m². Logo, a potência total é:

Sendo o rendimento do carro solar 0,3 e utilizando-se a definição de rendimento, é possível obter o valor da potência útil (mecânica):

Como a massa do carro solar é 200 kg, o intervalo de tempo para o carro desenvolver a velocidade de 108 km/h (30 m/s) é:

QUESTÃO 52 (2013) Em viagens de avião, é solicitado aos passageiros o desligamento de todos os aparelhos cujo funcionamento envolva a emissão ou a recepção de ondas eletromagnéticas. O procedimento é utilizado para eliminar fontes de radiação que possam interferir nas comunicações via rádio dos pilotos com a torre de controle. A propriedade das ondas emitidas que justifica o procedimento adotado é o fato de A) terem fases opostas. B) serem ambas audíveis. C) terem intensidades inversas. D) serem de mesma amplitude. E) terem frequências próximas Resolução: A motivação de nos aviões precisarmos colocar nossos telefones em modo avião é porque as frequências de comunicação dos celulares e a da comunicação dos pilotos com a torre de controle são próximas, podendo interferir uma na outra, portanto, a alternativa correta é a letra E). QUESTÃO 76 (2013) Uma pessoa necessita da força de atrito em seus pés para se deslocar sobre uma superfície. Logo, uma pessoa que sobe uma rampa em linha reta será auxiliada pela força de atrito exercida pelo chão em seus pés. Em relação ao movimento dessa pessoa, quais são a direção e o sentido da força de atrito mencionada no texto? A) Perpendicular ao plano e no mesmo sentido do movimento. B) Paralelo ao plano e no sentido contrário ao movimento. C) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento. D) Horizontal e no mesmo sentido do movimento.

E) Vertical e sentido para cima

Resolução: O movimento de uma pessoa é possível de ser realizado devido à reação da força feita pelos pés dessa pessoa na superfície. Ao aplicar uma força para trás com os pés (empurrando a superfície), a superfície reage realizando uma força para frente nos pés (3ª Lei de Newton), ambas tangentes à trajetória, isto é, paralelas à superfície. Esta força de atrito exercida pelo chão em seus pés, portanto é paralela ao plano e no mesmo sentido do movimento. QUESTÃO 72 (2012) Uma empresa de transportes precisa efetuar a entrega de uma encomenda o mais breve possível. Para tanto, a equipe de logística analisa o trajeto desde a empresa até o local da entrega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos de distâncias diferentes e velocidades máximas permitidas diferentes. No primeiro trecho, a velocidade máxima permitida é de 80 km/h e a distância a ser percorrida é de 80 km. No segundo trecho, cujo comprimento vale 60 km, a velocidade máxima permitida é 120 km/h. Supondo que as condições de trânsito sejam favoráveis para que o veículo da empresa ande continuamente na velocidade máxima permitida, qual será o tempo necessário, em horas, para a realização da entrega? A) 0,7 B) 1,4 C) 1,5

D) 2,0 E) 3,0 Resolução: 1º trecho:

Vm=80 Km/h

Δs= 80 Km

Δt=Δs/Vm

Δt=80/80

Δt₁= 1h

2º trecho:

Vm= 120 Km/h

Δs= 60 Km

Δt=Δs/Vm

Δt=60/120

Δt₂=0,5 h

Tempo total= Δt₁+Δt₂= 1+0,5= 1,5 h , onde chegamos a conclusão que a alternativa correta é a Letra C. QUESTÃO 78 (2012) Os freios ABS são uma importante medida de segurança no trânsito, os quais funcionam para impedir o travamento das rodas do carro quando o sistema de freios é acionado, liberando as rodas quando estão no limiar do deslizamento. Quando as rodas travam, a força de frenagem é governada pelo atrito cinético. As representações esquemáticas da força de atrito f at entre os pneus e a pista, em função da pressão p aplicada no pedal de freio, para carros sem ABS e com ABS, respectivamente, são:

Resolução: questão correta e a letra "A", pois A força de atrito é estática até o limiar do deslizamento, aumentando proporcionalmente com o aumento da pressão no pedal. Sem os freios ABS, quando a pressão ultrapassa este valor, a força de atrito é dinâmica, com um valor fixo abaixo do Fat máximo, travando as rodas. No caso dos freios ABS, eles impedem o travamento das rodas, através da liberação das rodas ao aproximar a pressão de seu valor limiar, fazendo isso sucessivas vezes, mantendo o atrito estático. Assim, os gráficos Fat x p apresentam uma função linear crescente até o valor da pressão limiar e após este valor apresenta outro menor que o máximo Fat, no caso da ausência de freios ABS e valores variáveis sucessivas vezes, na presença dos freios ABS.