Questão 949dc2ad-7f
Prova:ENEM 2015
Disciplina:Física
Assunto:Dinâmica, Energia Mecânica e sua Conservação
Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a
energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro
contém um painel fotovoltaico que converte a energia
do Sol em energia elétrica que, por sua vez, alimenta
um motor elétrico. A imagem mostra o carro solar Tokai
Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no
Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009,
uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido
uma velocidade média acima de 100 km/h.
Considere uma região plana onde a insolação
(energia solar por unidade de tempo e de área que chega
à superfície da Terra) seja de 1 000 W/m2, que o carro
solar possua massa de 200 kg e seja construído de forma
que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de
9,0 m2 e rendimento de 30%.
Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que
esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a
velocidade de 108 km/h é um valor mais próximo de
Um carro solar é um veículo que utiliza apenas a
energia solar para a sua locomoção. Tipicamente, o carro
contém um painel fotovoltaico que converte a energia
do Sol em energia elétrica que, por sua vez, alimenta
um motor elétrico. A imagem mostra o carro solar Tokai
Challenger, desenvolvido na Universidade de Tokai, no
Japão, e que venceu o World Solar Challenge de 2009,
uma corrida internacional de carros solares, tendo atingido
uma velocidade média acima de 100 km/h.
Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) seja de 1 000 W/m2, que o carro solar possua massa de 200 kg e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de 9,0 m2 e rendimento de 30%.
Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108 km/h é um valor mais próximo de
Considere uma região plana onde a insolação (energia solar por unidade de tempo e de área que chega à superfície da Terra) seja de 1 000 W/m2, que o carro solar possua massa de 200 kg e seja construído de forma que o painel fotovoltaico em seu topo tenha uma área de 9,0 m2 e rendimento de 30%.
Desprezando as forças de resistência do ar, o tempo que esse carro solar levaria, a partir do repouso, para atingir a velocidade de 108 km/h é um valor mais próximo de
A
1.0 s.
B
4.0 s.
C
10 s.
D
33 s.
E
300 s.
Gabarito comentado
Gabriel RampiniEngenheiro, Auditor, Oficial do Exército. Especialista em Gestão Pública e Mestre em Engenharia de Produção (USP).
De acordo com o enunciado, tem-se:
potência = insolação x área do painel
potência = 1000W/m² x 9m² = 9000W
Com rendimento de 30%:
potência = 30% x 9000W = 2700W
Como o trabalho (potência x tempo) é igual a variação de energia cinética (ΔEc), tem-se:
potência x Δt = Ecfinal - Ecinicial
2700 x Δt = mv²/2 - mvo²/2
2700 x Δt = mv²/2 , pois a velocidade inicial é zero.
2700 x Δt = 200 x 30² / 2 , pois 108Km/h = 30m/s
2700 x Δt = 90000
Δt = 33,33 s
Aproximadamente 33s.
Resposta D)
potência = insolação x área do painel
potência = 1000W/m² x 9m² = 9000W
Com rendimento de 30%:
potência = 30% x 9000W = 2700W
Como o trabalho (potência x tempo) é igual a variação de energia cinética (ΔEc), tem-se:
potência x Δt = Ecfinal - Ecinicial
2700 x Δt = mv²/2 - mvo²/2
2700 x Δt = mv²/2 , pois a velocidade inicial é zero.
2700 x Δt = 200 x 30² / 2 , pois 108Km/h = 30m/s
2700 x Δt = 90000
Δt = 33,33 s
Aproximadamente 33s.
Resposta D)
