ENEM 2015 · Ciências da Natureza · Física · energia
Questão 64 do ENEM 2015
Resposta: letra B. A questão trata do cálculo do trabalho total realizado por Usain Bolt durante as 13 primeiras passadas de uma corrida de 100 metros, onde ele atingiu a velocidade máxima de 12 m/s. O trabalho é calculado usando a fórmula de energia cinética, já que a força de atrito é desprezível e a velocidade inicial é zero. O resultado obtido é aproximadamente 6,5 x 10³ J.
Uma análise criteriosa do desempenho de Usain Bolt na quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos mostrou que, apesar de ser o último dos corredores a reagir ao tiro e iniciar a corrida, seus primeiros 30 metros foram os mais velozes já feitos em um recorde mundial, cruzando essa marca em 3,78 segundos. Até se colocar com o corpo reto, foram 13 passadas, mostrando sua potência durante a aceleração, o momento mais importante da corrida. Ao final desse percurso, Bolt havia atingido a velocidade máxima de 12 m/s.
Disponível em: http://esporte.uol.com.br. Acesso em: 5 ago. 2012 (adaptado)
Supondo que a massa desse corredor seja igual a 90 kg, o trabalho total realizado nas 13 primeiras passadas é mais próximo de:
- A5,4 x 10² J.
- B6,5 x 10³ J.Resposta correta
- C8,6 x 10³ J.
- D1,3 × 10⁴ J.
- E3,2 × 10⁴ J.
Como resolver a questão 64 passo a passo?
O conceito que resolve
Trabalho e Energia Cinética: O trabalho realizado por uma força é igual à mudança na energia cinética do objeto. Neste caso, o trabalho é calculado como a energia cinética final do corredor, usando a fórmula EC = 0,5 * m * v².
Como chegar na resposta
- Identificar a velocidade final do corredor: 12 m/s.
- Identificar a massa do corredor: 90 kg.
- Calcular a energia cinética final usando a fórmula EC = 0,5 * m * v².
- Substituir os valores: EC = 0,5 * 90 * 12² = 0,5 * 90 * 144 = 6480 J.
- Arredondar para a opção mais próxima: 6,5 x 10³ J.
Por que cada alternativa
- A5,4 x 10² J: Este valor é muito baixo, representando apenas uma pequena fração da energia cinética calculada. A conta correta resulta em um valor de aproximadamente 6500 J, não 540 J.
- B6,5 x 10³ J: Esta é a alternativa correta. O cálculo da energia cinética (0,5 * 90 * 12²) resulta em 6480 J, que arredondado é 6,5 x 10³ J.
- C8,6 x 10³ J: Este valor é maior do que o resultado calculado. A energia cinética é de aproximadamente 6500 J, não 8600 J.
- D1,3 x 104 J: Este valor é significativamente maior do que o resultado correto. A energia cinética calculada é de cerca de 6500 J, enquanto esta opção representa 13000 J.
- E3,2 x 104 J: Este valor é extremamente alto e não corresponde à física da situação. A energia cinética de um corredor de 90 kg a 12 m/s é de aproximadamente 6500 J, não 32000 J.
Onde essa questão derruba a maioria
A pegadinha comum neste tipo de questão é confundir a unidade de medida ou interpretar erroneamente a fórmula de energia cinética. Aqui, a chave é lembrar que o trabalho é igual à energia cinética final, e que a velocidade deve ser elevada ao quadrado na fórmula.
O que estudar se você errou
Para revisar, é importante praticar o cálculo de energia cinética com diferentes unidades de massa e velocidade. Além disso, é útil lembrar que em corridas de curta distância, onde a velocidade inicial é zero e o atrito é desprezível, o trabalho realizado é igual à energia cinética final do atleta.
Mais questões de Física
- ENEM 2025 · questão 91Nesse contexto, o processo de transferência de calor para as mariposas que independe da presença de fluidos é…
- ENEM 2025 · questão 124A altura máxima, em metro, de empilhamento do produto que essa laje é capaz de suportar é
- ENEM 2024 · questão 117Durante a aproximação, como o operador percebe o som da sirene e qual é a relação entre as frequências fᵣ e f…
- ENEM 2024 · questão 129Que explicação física justifica esse procedimento?
- ENEM 2023 · questão 100A escolha que corresponde à combinação correta é
- ENEM 2023 · questão 108O fogão por indução funciona a partir do surgimento de uma corrente elétrica induzida no fundo da panela, com…