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Sobre um potencial problema em questão do ENEM 2021 envolvendo potência de um automóvel

Prezado Prof. Lang,
Espero que essa mensagem lhe encontre bem.
Venho levar ao seu conhecimento uma questão do ENEM 2021 (questão 107 do caderno azul) reproduzida ao final.  Esta questão está sendo corrigida em diversos canais não oficiais considerando apenas a aceleração do automóvel.
Porem, condizente com o seu artigo “Potencia de tração de um veıculo automotor que se movimenta com velocidade constante” a potencia de um automóvel relaciona-se também com sua velocidade máxima.
O INEP teve a sabedoria de dirigir os candidatos do ENEM a ignorarem a resistência do ar.  Porem, como seu artigo sugere, outros fatores podem estar atuando para determinar a velocidade do automóvel.  No caso do seu artigo, o atrito de rolamento, mas o modelo poderia ser expandido para considerar inclusive fricções internas de transmissão, eixo, etc.
O fato é que se dois carros idênticos (exceto o combustível) possuem velocidade máxima diferente, a única explicação é que um dos combustíveis gera mais potencia.
Caso a questão da prova fosse “assinale a alternativa mais correta” poder-se-ia ficar satisfeito com a resposta (C).  Mas como a questão foi claramente “qual versão apresenta a maior potência?” face aos dados do problema, não é possível determinar, pois a aceleração diz o motor a álcool, enquanto a velocidade máxima diz o motor a gasolina. 
Sendo assim, a pergunta em tela não possui uma resposta correta e, na minha visão, deveria ser anulada para não prejudicar os alunos que, por ventura, foram além do básico.  Embora, como você, eu seja professor, não faço parte de um departamento de Física.  Então, levo essa questão ao seu conhecimento, caso você queira apresentar a seus colegas do IF da UFRGS e decidir se vale apena uma comunicação ao INEP.
Cordialmente,
Fábio
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - IF-UFRGS

Caro Professor Fábio

De fato o sr. tem razão pois ainda que se despreze a resistência do ar, a resistência ao rolamento define a potência de tração dos dois automóveis idênticos, exceto pelo motor, quando atingem a velocidade máxima.

Então, o automóvel com a maior velocidade máxima é o que apresenta maior potência de tração e também a maior potência efetiva do motor já que as perdas internas por fricção na transmissão são admitidas como iguais. Além do artigo que o sr. referiu, tal está discutido em diversas postagens do Pergunte ao CREF, por exemplo, De quais parâmetros depende a velocidade máxima de um automóvel?

Se também a resistência ao rolamento fosse desprezível, a velocidade não atingiria um valor constante e máximo enquanto o motor estivesse produzindo potência de tração.

É portanto intuitivo e correto admitir que a máxima velocidade, ceteris paribus (mantido todo o resto constante), está associada a uma potência maior. Portanto como o sr. indicou, a resposta B é correta ainda que se despreze a resistência do ar.

A taxa de variação da energia cinética (ou a aceleração) não serve para avaliar a potência máxima de um motor (ou como o leigo diz, a potência do motor) pois esta depende de outra característica importante da máquina automotiva, o seu torque de tração e como este varia com a velocidade.

Como é usual, no ENEM desde sempre ocorrem questões “terríveis” e muitas delas já foram aqui discutidas. Muitas vezes já me manifestei ao INEP sobre elas e nunca recebi qualquer retorno além de uma mensagem automática do portal. Assim sendo, concordo que pela complexidade do tema,  “a pergunta em tela  deveria ser anulada para não prejudicar os alunos que, por ventura, foram além do básico“.

“Docendo discimus” (Sêneca)


6 comentários em “Sobre um potencial problema em questão do ENEM 2021 envolvendo potência de um automóvel

  1. Jean disse:

    A parte curiosa é que se o proprietário do automóvel se der ao trabalho de ler o manual do proprietário (ou qualquer folheto da fábrica ou avaliação de revistas ou sites especializados) e em seguida responder à pergunta, certamente anotaria alternativa “C”, pois nos carros flex o desempenho com etanol sempre é apresentado com maior potência (CV) em relação ao uso da gasolina. (Por exemplo, o Renault Sandero 2022 apresenta 79 cv com gasolina e 82 cv com etanol, sempre a 6.300 rpm. O torque dele é de 10,2 kgfm na gasolina e 10,5 kgfm no etanol, ambos a 4.000 rpm – site https://www.noticiasautomotivas.com.br/renault-sandero/ )

  2. THIAGO CARVALHO PEIXOTO disse:

    Me parece que, se a questão perguntasse pela potência média, a versão a álcool teria maior potência média pois se conseguiu a mesma variação de energia cinética em menos tempo.

    Por outro lado, perguntando pela potência máxima, seguiria a discussão apresentada acima e nas referências, de modo que a versão a gasolina possui maior potência máxima.
    Entendi corretamente?

    Se sim, entendo que a questão estaria adequada a um(a) discente de ensino médio se o enunciado deixasse explícito que se pergunta pela potência média nas situações de teste descritas. Perguntando sobre a potência máxima, creio que não está adequada para alunos(as) de ensino médio, pois não é usual discutirmos sobre potência máxima no ensino médio.
    O que o senhor acha a respeito?

    • Fernando Lang disse:

      A potência média (a menos do caso em que ela é constante) depende do intervalo de tempo em que ela é calculada. Então se o redator da questão está pensando na potência média durante a aceleração, tal deveria ser explicitado. Explicitando isso, a informação sobre a velocidade máxima é completamente desnecessária.

  3. FAUSTO KUHN BERENGUER BARBOSA disse:

    Quando meus alunos me questionaram sobre essa questão, inicialmente também fiquei coçando a cabeça mas imaginei que se de alguma forma o efeito da aceleração significativamente maior para o carro a álcool, superaria a pequena diferença em velocidade máxima alcançada e ignorei esse fato. Mas fiquei com uma dúvida na sua explicação mas que talvez não seja central na discussão. A dúvida se refere a frase “Se também a resistência ao rolamento fosse desprezível, a velocidade não atingiria um valor constante e máximo enquanto o motor estivesse produzindo potência de tração.” Nesse caso, a velocidade máxima não estaria, de alguma forma limitada por parâmetros físicos do motor que limitam sua rpm máxima? Nesse caso mesmo que pudéssemos remover o atrito, a velocidade ainda estaria limitada.
    De qualquer forma, concordo que essa questão cria confusão ao fornecer duas informações conflitantes, sem especificar a que “maior potência” o enunciado se refere e isso é inapropriado para o nível de ensino dos estudantes que fazem a prova.

  4. Lorran disse:

    Infelizmente, como de praxe de uma prova de autarquia federal, a questão não foi anulada, a despeito de haver erros na elaboração da questão. Se ela tivesse sido abordada em um vestibular sério, certamente seria anulada.

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