Questão 107 — ENEM 2021Caderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• Matérias: Física → potência média; energia cinética; relação potência = energia/tempo
• Nível: Médio
• Gabarito: C

> Observação: o enunciado cita um quadro com os dados de desempenho de cada versão (álcool e gasolina). A tabela não está disponível no texto; a resolução parte do conceito físico que determina a potência e do gabarito oficial.

Passo 1 — Leitura

• Comando: "Considerando desprezível a resistência do ar, qual versão apresenta a maior potência?"
• Palavras-chave: mesmo automóvel em duas versões; uma a álcool e outra a gasolina; desempenho de cada motor; resistência do ar desprezível.

Passo 2 — Conceitos

• Potência média: Pot = energia transferida / tempo = ΔE_cinética / Δt.
• Energia cinética: E_c = m·v²/2. Como é o mesmo automóvel, a massa m é igual nas duas versões.
• Critério decisivo: com a mesma massa e a mesma velocidade final (100 km/h), a potência maior é a da versão que atinge essa velocidade em menor tempo, ou seja, a de maior taxa de variação de energia cinética.

Passo 3 — Decodificação

• Evidência 1: "mesmo automóvel" → massa idêntica nas duas versões.
• Evidência 2: o desempenho é medido pela aceleração até 100 km/h → mesma variação de velocidade, tempos diferentes.
• Síntese: a potência depende de quão rápido a energia cinética varia; vence quem tem a maior ΔE_c/Δt.

Passo 4 — Resolução

Cálculo passo a passo:

1. Energia cinética final: E_c = m·v²/2. Como m e v final (100 km/h) são iguais nas duas versões, a energia cinética final é a mesma para ambas.
2. Logo, a energia cinética sozinha não distingue as versões; o que distingue é o tempo gasto para atingir os 100 km/h.
3. Potência média: Pot = ΔE_c / Δt. Com o mesmo ΔE_c, menor Δt resulta em maior potência.
4. A versão que acelera mais rápido (menor tempo até 100 km/h) tem a maior taxa de variação de energia cinética e, portanto, a maior potência.

Pelo gabarito oficial, essa versão é a a álcool → C.

Passo 5 — Análise

A) Como a versão a gasolina consegue a maior aceleração, esta é a que desenvolve a maior potência. ❌ Atribui a maior aceleração à gasolina, contrariando o dado que leva ao gabarito.

B) Como a versão a gasolina atinge o maior valor de energia cinética, esta é a que desenvolve a maior potência. ❌ A energia cinética final é a mesma; o que importa é a taxa de variação.

C) Como a versão a álcool apresenta a maior taxa de variação de energia cinética, esta é a que desenvolve a maior potência. ✅ Potência = ΔE_c/Δt; maior taxa de variação = maior potência.

D) Como ambas as versões apresentam a mesma variação de velocidade no cálculo da aceleração, a potência desenvolvida é a mesma. ❌ Mesma variação de velocidade não garante mesmo tempo; os tempos diferem.

E) Como a versão a gasolina fica com o motor trabalhando por mais tempo para atingir os 100 km/h, esta é a que desenvolve a maior potência. ❌ Mais tempo para a mesma energia significa menor potência, não maior.

Gabarito: C

Passo 6 — Dica

• Padrão: comparar potências com mesma massa e mesma velocidade final → decide o tempo (taxa de variação da energia).
• Dica rápida: Pot = ΔE_c/Δt; menor tempo para a mesma energia = maior potência.
• Conexões: potência média; energia cinética; desempenho automotivo.