Questão da prova branco do primeiro dia do Enem 2015 Segunda Aplicação
Num sistema de freio convencional, as rodas do carro travam e os pneus derrapam no solo, caso a força exercida sobre o pedal seja muito intensa. O sistema ABS evita o travamento das rodas, mantendo a força de atrito no seu valor estático máximo, sem derrapagem. O coeficiente de atrito estático da borracha em contato com o concreto vale ue=1,0 e o coeficiente de atrito cinético para o mesmo par de materiais é uc=0,75. Dois carros, com velocidades iniciais iguais a 108 km/h, iniciam a frenagem numa estrada perfeitamente horizontal de concreto no mesmo ponto. O carro 1 tem sistema ABS e utiliza a força de atrito estática máxima para a frenagem; já o carro 2 trava as rodas, de maneira que a força de atrito efetiva é a cinética. Considere g=10m/s².
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As distâncias, medidas a partir do ponto em que iniciam a frenagem, que os carros 1 (d1) e 2 (d2) percorrem até parar são, respectivamente,
- d1 = 45 m e d2 = 60 m.
- d1 = 60 m e d2 = 45 m.
- d1 = 90 m e d2 = 120 m.
- d1 = 5,8x10² m e d2 = 7,8x10² m.
- d1 = 7,8x10² m e d2 = 5,8x10² m.
Gabarito da questão
Opção A
Questões correspondentes
Assunto
Cinemática
Força de atrito
MUV
Torricelli
Comentário da questão
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Inicialmente, faremos a conversão de unidades da velocidade inicial: V = 108 Km/h = 30 m/s.
A aceleração que os carros irão sofrer devido a força de atrito pode ser calculada com a relação Fat = μN. Como a normal é igual ao peso:
μ.(mg) = m.a
a = μg
Para o carro 1: a = μg = (1,0).(10) = 10,0m/s²
Para o carro 2: a = μg = (0,75).(10) = 7,5m/s²
Utilizando a equação de Torricelli: V² = (V0)² + 2aΔS
Para o carro 1:
0² = (30)² – 2(10,0)ΔS
ΔS = 45m
Para o carro 2:
0² = (30)² – 2(7,5)ΔS
ΔS = 60m