O que é potência média em física mecânica?

Potência média é a razão entre a energia transferida ou transformada e o intervalo de tempo em que isso ocorre: $P = \frac{\Delta E}{\Delta t}$.

Como se calcula a energia cinética de um corpo?

A energia cinética é dada por $E_c = \frac{1}{2}mv^2$, onde $m$ é a massa e $v$ a velocidade do corpo.

Por que a resistência do ar pode ser desprezada em alguns cálculos de potência?

Quando a resistência do ar é desprezível, toda a potência do motor é usada para aumentar a energia cinética, simplificando os cálculos.

Qual a relação entre tempo e potência ao acelerar um automóvel?

Quanto menor o tempo para atingir uma certa velocidade, maior a potência média desenvolvida pelo motor.

Se dois carros idênticos atingem a mesma velocidade final, o que determina qual teve maior potência?

O carro que atinge a velocidade final em menor tempo desenvolveu maior potência média.

O que significa 'taxa de variação de energia cinética'?

É a quantidade de energia cinética adquirida por unidade de tempo, ou seja, $\frac{\Delta E_c}{\Delta t}$, que corresponde à potência média.

A aceleração máxima de um carro garante maior potência?

Não necessariamente; a potência depende da energia transferida por tempo, não apenas da aceleração instantânea.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão 107 — Analisando a ficha técnica de um automóvel popular, verificam-se algumas características em relação ao seu desempenho. Considerando o mesmo automóvel…

ENEM 2021 Questão 107

Analisando a ficha técnica de um automóvel popular, verificam-se algumas características em relação ao seu desempenho. Considerando o mesmo automóvel em duas versões, uma delas funcionando a álcool e outra, a gasolina, tem-se os dados apresentados no quadro, em relação ao desempenho de cada motor.

Considerando desprezível a resistência do ar, qual versão apresenta a maior potência?

Resolução

Resposta correta: Letra C — Como a versão a álcool apresenta a maior taxa de variação de energia cinética, esta é a que desenvolve a maior potência.

A questão aborda o conceito de potência mecânica em automóveis, relacionando o desempenho de duas versões de um mesmo carro (álcool e gasolina) ao tempo necessário para atingir certa velocidade, desprezando a resistência do ar. Os conceitos fundamentais são energia cinética ($E_c = \frac{1}{2}mv^2$), variação de energia cinética, tempo e potência média ($P = \frac{\Delta E}{\Delta t}$). O raciocínio correto é perceber que, como a massa e a velocidade final são iguais para ambos, a variação de energia cinética é igual. Assim, a versão que atinge essa variação em menor tempo (maior taxa de variação de energia cinética) terá maior potência. Portanto, a alternativa correta é a C.

Comentários por alternativa

A Como a versão a gasolina consegue a maior aceleração, esta é a que desenvolve a maior potência.

Errada. A aceleração maior não implica necessariamente maior potência, pois potência depende da taxa de variação da energia cinética, não apenas da aceleração.
B Como a versão a gasolina atinge a maior valor de energia cinética, esta é a que desenvolve a maior potência.

Errada. Ambas as versões atingem o mesmo valor de energia cinética final, pois partem do repouso e chegam à mesma velocidade. O que importa é o tempo para atingir essa energia.
C Como a versão a álcool apresenta a maior taxa de variação de energia cinética, esta é a que desenvolve a maior potência.

Correta. Potência é a taxa de variação da energia cinética. Como ambas atingem a mesma velocidade, a versão que faz isso em menor tempo (maior taxa) tem maior potência.
D Como ambas as versões apresentam a mesma variação de velocidade no cálculo da aceleração, a potência desenvolvida é a mesma.

Errada. A variação de velocidade é a mesma, mas o tempo para atingir essa variação é diferente, o que altera a potência desenvolvida.
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.

Errada. Quanto menor o tempo para atingir a velocidade, maior a potência. O motor que demora mais tempo desenvolve menor potência, não maior.

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1. O que é potência média em física mecânica?: Potência média é a razão entre a energia transferida ou transformada e o intervalo de tempo em que isso ocorre: $P = \frac{\Delta E}{\Delta t}$.
2. Como se calcula a energia cinética de um corpo?: A energia cinética é dada por $E_c = \frac{1}{2}mv^2$, onde $m$ é a massa e $v$ a velocidade do corpo.
3. Por que a resistência do ar pode ser desprezada em alguns cálculos de potência?: Quando a resistência do ar é desprezível, toda a potência do motor é usada para aumentar a energia cinética, simplificando os cálculos.
4. Qual a relação entre tempo e potência ao acelerar um automóvel?: Quanto menor o tempo para atingir uma certa velocidade, maior a potência média desenvolvida pelo motor.
5. Se dois carros idênticos atingem a mesma velocidade final, o que determina qual teve maior potência?: O carro que atinge a velocidade final em menor tempo desenvolveu maior potência média.
6. O que significa 'taxa de variação de energia cinética'?: É a quantidade de energia cinética adquirida por unidade de tempo, ou seja, $\frac{\Delta E_c}{\Delta t}$, que corresponde à potência média.
7. A aceleração máxima de um carro garante maior potência?: Não necessariamente; a potência depende da energia transferida por tempo, não apenas da aceleração instantânea.

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