FMJ 2019 — questão 54 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a velocidade que o carro de 900 kg atinge, partindo do repouso, recebendo 30 kW durante 6 s.

Passo 1 — a energia entregue. Potência é energia por unidade de tempo; com a potência em watts (30 kW = 30 000 W):

$$E = P\,\Delta t = 30\,000 \times 6$$

$$E = 180\,000\ \text{J}$$

Passo 2 — para onde vai essa energia. Sem forças dissipativas e com 100% da potência usada na aceleração, toda essa energia vira energia cinética. Como o carro parte do repouso:

$$\frac{m\,v^2}{2} = 180\,000$$

$$\frac{900\,v^2}{2} = 180\,000 \;\Rightarrow\; v^2 = 400$$

$$v = 20\ \text{m/s}$$

Como o carro partiu do repouso, o aumento de velocidade é 20 m/s (72 km/h).

⚠️ A armadilha: esquecer o 2 da energia cinética e fazer $900\,v^2 = 180\,000$: dá $v^2 = 200$ e $v \approx 14$ m/s, a alternativa E.

A ideia em uma frase: potência vezes tempo é a energia entregue; sem perdas, ela vira toda energia cinética, $mv^2/2$.

Resposta: alternativa C (20 m/s).