ENEM 2022 — questão 92 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: comparar duas barreiras de proteção — uma de pneus, outra de blocos — em duas grandezas diferentes: a força sobre o carro e a energia dissipada.

O detalhe que iguala o jogo: o enunciado diz que a colisão contra os blocos é tão demorada quanto contra os pneus. Ou seja, o $\Delta t$ é o mesmo nos dois casos. Isso é de propósito — tira o tempo da conta e deixa só a variação de velocidade decidir.

Passo 1 — o teorema do impulso.

$$F\,\Delta t = \Delta Q = m\,(v_{\text{final}} - v_{\text{inicial}})$$

Com $\Delta t$ igual, quem tem maior $\Delta Q$ sofre maior força.

Passo 2 — o que acontece com a velocidade em cada barreira.

• Pneus: o carro volta. A velocidade inverte o sentido, então $\Delta v = v_{\text{volta}} - (-v)$ em módulo é $v + v_{\text{volta}}$ — maior que $v$.

• Blocos: o carro para. A velocidade vai de $v$ a zero, então $|\Delta v| = v$.

$$|\Delta Q|_{\text{pneus}} > |\Delta Q|_{\text{blocos}} \;\Longrightarrow\; F_{\text{pneus}} > F_{\text{blocos}}$$

Passo 3 — agora a energia, que anda no sentido contrário.

• Pneus: o carro sai com alguma velocidade, então guarda parte da energia cinética. Só a diferença foi dissipada.

• Blocos: o carro para. Toda a energia cinética foi embora — em deformação dos blocos, calor e som.

$$E_{\text{dissipada, blocos}} > E_{\text{dissipada, pneus}}$$

A resposta é a combinação: força maior nos pneus, energia dissipada maior nos blocos.

Por que isso parece contraditório, e não é. O instinto diz que a barreira que "absorve mais energia" deveria ser a mais segura. Mas quem machuca o motorista é a força, não a energia. Uma barreira que devolve o carro precisa primeiro parar e depois empurrar de volta — dois serviços em vez de um, no mesmo tempo. Por isso o carro sofre mais.

É esse o motivo de as barreiras reais de autódromo serem deformáveis e NÃO elásticas: o objetivo não é absorver o máximo de energia, é entregar a menor força possível. Quem faz o carro quicar está fazendo o oposto.

A ideia em uma frase: com o mesmo tempo de colisão, quem inverte a velocidade sofre mais força — mesmo dissipando menos energia.

Resposta: alternativa A.