FAMECA 2024 — questão 38 de Física

Gabarito DEnergia — potência, força e velocidade (P = F·v)Medicina · 1º dia · Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 38 de Física do FAMECA 2024

Enunciado em texto

Na Europa, os trens elétricos movidos a bateria já são uma realidade em alguns países. Mas, além da propulsão a bateria, similar aos automóveis elétricos, estão sendo desenvolvidos trens movidos a hidrogênio.

Tanto os trens a bateria como os a hidrogênio demonstram ótimo desempenho e chegam a 160 km/h (aproximadamente 45 m/s) de velocidade máxima, com potência de tração de 1 700 kW.

(https://mobilidade.estadao.com.br. Adaptado.)

Desprezando as forças de resistência, a força motora desses trens movidos a bateria e a hidrogênio, quando trafegam a 160 km/h, é, aproximadamente,

(A) 4 800 kN.

(B) 11 kN.

(C) 260 kN.

(D) 38 kN.

(E) 7 200 kN.

(Enunciado: Vestibular FAMECA 2024, Conhecimentos Gerais — FAMECA/Vunesp.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Catanduva (FAMECA/UNIFIPA) e à Fundação VUNESP.

Resolução comentada

O que a questão pede: a força motora do trem a 160 km/h, sabendo que a potência de tração é 1 700 kW.

Passo 1 — a relação entre potência, força e velocidade. Uma força F que empurra um corpo com velocidade v, na mesma direção, fornece a potência:

P=F v⇒F=PvP = F\,v \Rightarrow F = \frac{P}{v}

Passo 2 — a conta, no SI. P = 1 700 kW = 1,7 × 10⁶ W e v ≈ 45 m/s (valor dado no texto):

F=1,7×10645F = \frac{1{,}7 \times 10^6}{45}

F≈3,8×104 N≈38 kNF \approx 3{,}8 \times 10^4\ \text{N} \approx 38\ \text{kN}

⚠️ A armadilha: usar a velocidade em km/h: 1 700/160 ≈ 10,6, o que leva a 11 kN (B). Outra é multiplicar em vez de dividir: 1 700 × 160 = 272 000 ou 1 700 × 45 ≈ 76 500, números que não são força.

A ideia em uma frase: potência é força vezes velocidade; com P e v no SI, a força sai em newtons.

Resposta: alternativa D (≈ 38 kN).

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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