Questão 99 do ENEM 2017Ciências da Natureza

ENEM 2017Ciências da Natureza1ª aplicação

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.

Qual modelo de cinto oferece menor risco de lesão interna ao motorista?
A
1
2
Resposta correta
C
3
D
4
E
5
Gabarito oficial: alternativa B

Resolução comentada

O enunciado deixa claro que a força exercida pelo cinto sobre o tórax e o abdômen do motorista é a causadora das lesões internas. Então o modelo mais seguro é aquele que submete o ocupante à menor força máxima durante o impacto.

Pela Segunda Lei de Newton (Princípio Fundamental da Dinâmica), a força resultante sobre um corpo é proporcional à sua aceleração:

F=maF = m \cdot a

onde FF é a força, mm é a massa e aa é a aceleração (aqui, a desaceleração no impacto).

Como o enunciado garante que a massa dos bonecos é a mesma em todos os testes, a força FF passa a depender apenas da aceleração aa. Logo, quanto menor for o pico de aceleração de um cinto, menor será a força máxima sobre o corpo — e menor o risco de lesão.

A estratégia é, portanto, localizar no gráfico a curva cujo valor máximo no eixo vertical (aceleração) é o mais baixo. Comparando as cinco curvas, o Cinto 2 é o que atinge o menor pico de aceleração — bem abaixo dos demais, que sobem para valores muito maiores. Como submete o ocupante à menor força máxima, é o modelo de menor risco de lesão interna.

A resposta correta é a B (Cinto 2).

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Fonte: prova oficial do ENEM 2017 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.