EEAR 2022 (CFS 2) — questão 84 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a potência que o motor precisa ter para dar ao carro essa energia cinética em 4 s.

Passo 1 — massa e velocidade. A massa que acelera inclui os ocupantes: $1850 + 2 \times 75 = 2000$ kg. E $108\ \text{km/h} = 108/3{,}6 = 30$ m/s.

Passo 2 — a energia que o motor tem de entregar (teorema da energia cinética; sem atrito, vai toda para o carro):

$$E_c = \frac{2000 \times 30^2}{2} = 9 \times 10^{5}\ \text{J}$$

Passo 3 — a potência:

$$P = \frac{9 \times 10^{5}}{4{,}0} = 2{,}25 \times 10^{5}\ \text{W}$$

$$P = \frac{225\,000}{750} = 300\ \text{HP}$$

Por que “no mínimo”: essa é a potência média. Se o motor variasse a potência durante a arrancada, em algum momento ela passaria da média; o menor motor que dá conta é o que trabalha os 4 s inteiros com 300 HP.

⚠️ A armadilha: parar em 225, que é a potência em kW, não em HP (alternativa A).

A ideia em uma frase: potência é energia por tempo: a energia cinética ganha, dividida pelo tempo da arrancada.

Resposta: alternativa B (300 HP).