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Questão 77 (Caderno Amarelo) – ENEM 2015

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.

Disponível em: www.physics.hku. Acesso em: 3 jun. 2015.

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) 1,0s. 

B) 4,0 s. 

C) 10 s. 

D) 33 s. 

E) 300 s.

 

Gabarito: D

Comentário do item

Primeiro vamos encontrar a potência total

\[ I = \frac{Potência}{Área} \] \[ P= 9.1000 = 9.10^3 W\]

Usando a definição de rendimento podemos encontrar a potência útil

\[ n = \frac{P_u}{P_T} \] \[P_u= 0,3.9.10^3\] \[Pu = 2,7.10^3 W \]

Agora vamos encontrar o trabalho realizado durante o movimento usando o (TEC).

\[ T = \Delta E_{cin}\] \[ T = \frac{m.v^2}{2}-\frac{m.v_{inicial}^2}{2}\] \[ T = \frac{200.30^2}{2}\] \[ T = 9.10^4 J\]

por tanto, podemos chegar no intervalo de tempo usando a definição de potencia

\[ P_u = \frac{trabalho}{tempo}\] \[ tempo = \frac{9.10^4}{2,7.10^3} = 33 s\]

Gabarito correto letra (D)

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