Ciências da NaturezaMecânica (Cinemática, Leis de Newton, Trabalho e Energia)Médio

Questão de Mecânica (Cinemática, Leis de Newton, Trabalho e Energia) — ENEM

Em um estudo de tecnologia de transporte de massa, engenheiros analisam a partida de um trem urbano que sai do repouso em uma estação e se move em linha reta com aceleração constante, situação descrita pelo movimento retilíneo uniformemente variado. Nesse tipo de movimento, a velocidade aumenta de forma regular com o tempo, e a relação entre essas grandezas é v = v₀ + a · t, em que v₀ é a velocidade inicial, a a aceleração e t o tempo decorrido. No trecho monitorado pela pesquisa, o trem parte do repouso, ou seja, com velocidade inicial igual a zero, mantém uma aceleração de 3 metros por segundo ao quadrado e segue acelerando durante 8 segundos antes de atingir a velocidade de cruzeiro. Esses dados ajudam a planejar o conforto e a segurança dos passageiros. Considerando as condições registradas nesse trecho de partida, qual é a velocidade do trem ao final dos 8 segundos de aceleração?
A11 m/s
B16 m/s
C24 m/s
D27 m/s
E48 m/s

Gabarito comentado

No movimento uniformemente variado, a aceleração constante faz a velocidade crescer de forma proporcional ao tempo, conforme v = v₀ + a·t. Partindo do repouso, a velocidade final depende apenas do produto entre aceleração e tempo, relação central para descrever arrancadas e frenagens.

Resolução passo a passo

No movimento retilíneo uniformemente variado, a velocidade ao longo do tempo segue v = v₀ + a · t. O trem parte do repouso, logo a velocidade inicial v₀ é igual a zero; a aceleração é 3 metros por segundo ao quadrado e o tempo é 8 segundos. Substituindo, temos v = 0 + 3 × 8 = 24 metros por segundo. O valor 11 m/s soma a aceleração e o tempo em vez de multiplicá-los; 16 m/s usa uma aceleração de 2 no lugar de 3; 27 m/s troca o tempo por 9 segundos; 48 m/s dobra indevidamente o produto correto. Apenas 24 m/s combina corretamente os dados na equação do MRUV, sendo a velocidade atingida ao final da arrancada.

Quer mais questões de Mecânica (Cinemática, Leis de Newton, Trabalho e Energia)?

Monte um simulado focado neste subtema e acompanhe sua evolução.

Fazer simulado de Ciências da NaturezaTodas as áreas
Questão de Mecânica (Cinemática, Leis de Newton, Trabalho e Energia) para o ENEM — com Gabarito Comentado | SimulENEM