Cinemática no Enem

Um dos conteúdos que constam no edital para o Enem 2014 é a cinemática — área da Física que estuda o movimento dos corpos sem considerar as suas causas. Ela aborda como tema grandezas fundamentais, como tempo, espaço, velocidade e aceleração.

A cinemática é uma parte básica da Física que pode relacionar-se com quase todos os demais conteúdos dessa disciplina. Dessa forma, é importantíssimo estudar sobre esse conteúdo, pois pode aparecer em questões sobre os diversos tipos de força (mecânica, elétrica, gravitacional), energia (cinética, elástica e potencial gravitacional) e outros temas.

Para resolver as questões de cinemática no Enem, o estudante precisa adquirir algumas habilidades que podem ser provenientes do estudo de outras disciplinas, por exemplo:

• Interpretação de texto - para compreender o enunciado e saber retirar das questões os dados necessários para a resolução do problema;

• Cálculos - que vão desde os mais simples, como soma, subtração, divisão e multiplicação, até alguns mais complexos, como operações com frações, regras de três, potenciação, funções etc.;

• Leitura de gráficos - podem oferecer todos os dados necessários para resolver uma questão.

Também é necessário que o aluno tenha conhecimentos específicos da disciplina. Por isso, veja um resumo das principais equações e definições que podem ser cobradas nas questões de cinemática no Enem:

• Tempo, espaço, velocidade e aceleração

A velocidade é definida como a variação do espaço no tempo. A variação do espaço é dada pela diferença entre o espaço final S_F e o espaço inicial S_I, podendo ser expressa pela equação:

ΔS = S_F - S₀

De forma semelhante, podemos calcular a variação do tempo:

Δt = t_{F –} t₀

A velocidade média de um corpo é calculada pela razão entre a variação de espaço e a variação do tempo:

Vm = ΔS = S_F - S₀
            Δt     t_{F –} t₀

A partir da equação acima, podemos obter outra relação entre a velocidade, o tempo e o espaço, chamada função horária do espaço:

S_F = S₀ + v.t

A aceleração corresponde à variação da velocidade em um determinado intervalo de tempo. A variação da velocidade é dada por:

Δv = v_F - v₀

A aceleração é definida como:

a = Δv = v_F - v₀
      Δt    t_{F –} t₀

Essa equação possibilita a obtenção da função horária da velocidade:

v = v₀ + a.t

A equação de Torricelli

v² = v₀² + 2.a.ΔS

E a função horária da posição em função do tempo:

S = S₀ + v₀t + 0,5a.t²

A cinemática no Enem

Agora que você já conhece as equações, veja a questão a seguir, um exemplo de como foi abordada a cinemática no Enem de 2012, e sua resolução passo a passo: (Questão 66, Caderno amarelo, prova de Ciências da Natureza e suas Tecnologias)

Uma empresa de transportes precisa efetuar a entrega de uma encomenda o mais breve possível. Para tanto, a equipe de logística analisa o trajeto desde a empresa até o local da entrega. Ela verifica que o trajeto apresenta dois trechos de distâncias diferentes e velocidades máximas permitidas diferentes. No primeiro trecho, a velocidade máxima permitida é de 80 km/h e a distância a ser percorrida é de 80 km. No segundo trecho, cujo comprimento vale 60 km, a velocidade máxima permitida é 120 km/h.

Supondo que as condições de trânsito sejam favoráveis para que o veículo da empresa ande continuamente na velocidade máxima permitida, qual será o tempo necessário, em horas, para a realização da entrega?

a) 0,7

b) 1,4

c) 1,5

d) 2,0

e) 3,0

Resolução

Como o trajeto é dividido em dois trechos, a análise deve ser feita separadamente:

Finalizando a questão

Conhecendo o tempo em cada um dos trechos, basta somá-los para obter o tempo total gasto durante o trajeto:

t = 1 + 0,5

t = 1,5h

Resposta: Alternativa “c”