ENEM 2012
Os carrinhos de brinquedo podem ser de vários tipos. Dentre eles, há os movidos a corda, em que uma mola em seu interior é comprimida quando a criança puxa o carrinho para trás. Ao ser solto, o carrinho entra em movimento enquanto a mola volta à sua forma inicial.
O processo de conversão de energia que ocorre no carrinho descrito também é verificado em
um dínamo.
um freio de automóvel.
um motor a combustão.
uma usina hidrelétrica.
uma atiradeira (estilingue).
Resolução
A questão descreve o funcionamento de um carrinho de brinquedo movido a corda. O processo envolve as seguintes etapas de conversão de energia:
- Armazenamento de Energia: Ao puxar o carrinho para trás, a criança realiza trabalho sobre a mola interna, comprimindo-a. Esse trabalho é armazenado na mola na forma de energia potencial elástica.
- Liberação de Energia: Ao soltar o carrinho, a mola começa a se expandir, voltando à sua forma inicial. Durante essa expansão, a energia potencial elástica armazenada é convertida em energia cinética, que é a energia associada ao movimento do carrinho.
Portanto, a principal conversão de energia que impulsiona o carrinho é de energia potencial elástica para energia cinética.
Agora, vamos analisar as opções para identificar qual delas apresenta o mesmo tipo de conversão de energia:
- A. Dínamo: Converte energia mecânica (geralmente de rotação) em energia elétrica.
- B. Freio de automóvel: Converte energia cinética do carro em energia térmica (calor) devido ao atrito entre as pastilhas e o disco de freio.
- C. Motor a combustão: Converte energia química (armazenada no combustível) em energia térmica (através da combustão) e, subsequentemente, em energia mecânica (movimento).
- D. Usina hidrelétrica: Converte energia potencial gravitacional (da água represada em altura) em energia cinética (da água em queda) e, finalmente, em energia elétrica (através de turbinas e geradores).
- E. Atiradeira (estilingue): Ao puxar o elástico da atiradeira, armazena-se energia potencial elástica no elástico esticado. Ao soltar o elástico, essa energia potencial elástica é convertida em energia cinética do projétil (pedra, por exemplo), que é lançado.
Comparando as conversões, a atiradeira (estilingue) é o único exemplo que demonstra a mesma conversão fundamental do carrinho de brinquedo: energia potencial elástica → energia cinética.
Logo, a alternativa correta é a E.
Dicas
Erros Comuns
Revisão de Conceitos Fundamentais:
- Energia: A capacidade de realizar trabalho. Existe em diversas formas (cinética, potencial, térmica, química, elétrica, etc.).
- Energia Cinética (Ec): Energia associada ao movimento de um corpo. Depende da massa (m) e da velocidade (v) do corpo: \( E_c = \frac{1}{2}mv^2 \).
- Energia Potencial (Ep): Energia armazenada em um sistema devido à sua posição ou configuração.
- Energia Potencial Elástica: Energia armazenada em um corpo elástico (como uma mola ou elástico) quando ele é deformado (comprimido ou esticado). Depende da constante elástica (k) e da deformação (x): \( E_{p,el} = \frac{1}{2}kx^2 \).
- Energia Potencial Gravitacional: Energia associada à posição de um corpo em um campo gravitacional. Depende da massa (m), da aceleração da gravidade (g) e da altura (h): \( E_{p,g} = mgh \).
- Conservação de Energia: A energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada de uma forma para outra ou transferida entre sistemas.
- Conversão de Energia: O processo de mudança da energia de uma forma para outra (ex: potencial para cinética, química para térmica).
Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas.
