FACISB 2020 — questão 64 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a potência que o motor entrega para manter o carro a 72 km/h contra a resistência do ar.

Passo 1 — a velocidade no SI. A fórmula pede v em m/s:

$$v = \frac{72}{3{,}6} = 20\ \text{m/s}$$

Passo 2 — a resistência do ar a essa velocidade.

$$R_{Ar} = 0{,}5 \times 20^2 = 200\ \text{N}$$

Passo 3 — a força do motor. Velocidade constante significa resultante nula: a força motriz tem o mesmo módulo da resistência do ar, 200 N.

Passo 4 — a potência. Para uma força na direção do movimento, P = F · v:

$$P = 200 \times 20 = 4\,000\ \text{W} = 4\ \text{kW}$$

⚠️ A armadilha: usar v = 72 sem converter para m/s: $R = 0{,}5 \times 72^2 = 2\,592$ N e $P = 2\,592 \times 72 \approx 187$ kW, perto da alternativa E. A fórmula foi dada para v em m/s.

A ideia em uma frase: em velocidade constante a força do motor iguala a resistência, e a potência é essa força vezes a velocidade.

Resposta: alternativa B (4 kW).