ENEM 2017 — questão 93 de Física
Enunciado em texto
Em uma colisão frontal entre dois automóveis, a força que o cinto de segurança exerce sobre o tórax e abdômen do motorista pode causar lesões graves nos órgãos internos. Pensando na segurança do seu produto, um fabricante de automóveis realizou testes em cinco modelos diferentes de cinto. Os testes simularam uma colisão de 0,30 segundo de duração, e os bonecos que representavam os ocupantes foram equipados com acelerômetros. Esse equipamento registra o módulo da desaceleração do boneco em função do tempo. Os parâmetros como massa dos bonecos, dimensões dos cintos e velocidade imediatamente antes e após o impacto foram os mesmos para todos os testes. O resultado final obtido está no gráfico de aceleração por tempo.
[Gráfico: aceleração (m/s²) × tempo (s), de 0,00 a 0,30 s, com cinco curvas. Cinto 1 tem pico ≈150 em t≈0,08; Cinto 2 é uma curva baixa e larga com pico ≈65 em t≈0,15; Cinto 3 tem pico ≈190 em t≈0,15; Cinto 4 tem pico ≈85 em t≈0,21; Cinto 5 tem pico ≈170 em t≈0,28.]
Qual modelo de cinto oferece menor risco de lesão interna ao motorista?
a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que causa a lesão é a FORÇA, e força é massa vezes aceleração:
Como a massa dos bonecos é a mesma em todos os testes, o gráfico de aceleração é, a menos de um fator constante, o gráfico da força. Menor risco de lesão = menor pico de aceleração.
Passo 1 — o que é IGUAL em todos os cinco testes. O enunciado faz questão de dizer: mesma massa, mesmas dimensões, mesma velocidade antes e depois do impacto, mesma duração (0,30 s). Isso significa que o impulso é o mesmo nos cinco:
Ou seja: a área sob as cinco curvas é a mesma. O que muda é apenas como essa área está distribuída no tempo.
Passo 2 — ler os picos no gráfico.
O cinto 2 é o de menor pico — e é o único cuja curva é baixa e larga, espalhando o mesmo impulso pelos 0,30 s inteiros.
A ideia física central, e ela vale para todo equipamento de segurança: você não pode escolher o impulso — ele é ditado pela velocidade do carro. Você só pode escolher em quanto tempo entregá-lo. Espalhar no tempo baixa o pico de força; concentrar num instante o eleva.
É por isso que:
• o airbag infla e depois esvazia — para o peito afundar nele em vez de bater;
• a zona de deformação do carro amassa de propósito;
• o cinto moderno tem limitador de força, que deixa a fita ceder alguns centímetros.
Um cinto "forte demais" (curva 3, pico de 190) para o corpo rápido demais — e é exatamente aí que a costela quebra.
A ideia em uma frase: com o impulso fixo, quem espalha a força no tempo entrega o pico menor — e é o pico que machuca.
Resposta: alternativa B.
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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