Assim, além dos cintos de segurança e dos airbags, os carros modernos passaram a contar com o dispositivo de segurança conhecido como crumple zone (região deformável, em inglês), conforme a figura.
Considerando o carro, seus ocupantes e o muro da figura como um sistema isolado, o crumple zone aumenta a segurança dos passageiros porque, durante uma colisão, a deformação da estrutura do carro
ENEM 2024/091
A questão aborda o conceito de crumple zone (zona de deformação) em carros modernos, que é uma característica de segurança projetada para absorver a energia de impacto durante uma colisão, protegendo os ocupantes do veículo.
Para resolver a questão, é importante entender os princípios de conservação de energia e quantidade de movimento em sistemas isolados.
Quando um carro colide com um obstáculo, a energia cinética do carro precisa ser dissipada para reduzir os danos aos ocupantes. A crumple zone é projetada para deformar-se de maneira controlada, absorvendo a energia do impacto e reduzindo a força transmitida aos ocupantes.
Vamos analisar cada alternativa:
Alternativa A: "aciona os airbags do veículo."
Embora os airbags sejam um importante dispositivo de segurança, a função principal da crumple zone não é acionar os airbags, mas sim absorver a energia do impacto.
Alternativa B: "absorve a energia cinética do sistema."
Esta é a alternativa correta. A crumple zone é projetada para absorver a energia cinética do impacto, reduzindo a força transmitida aos ocupantes e aumentando a segurança.
Alternativa C: "conserva a quantidade de movimento do sistema."
A quantidade de movimento do sistema é conservada em uma colisão, mas isso não é uma função específica da crumple zone. A crumple zone está relacionada à absorção de energia, não à conservação da quantidade de movimento.
Alternativa D: "impede a transferência de energia entre os ocupantes."
A crumple zone não impede a transferência de energia entre os ocupantes. Ela reduz a energia do impacto que chega aos ocupantes, mas não impede a transferência de energia entre eles.
Alternativa E: "diminui a velocidade do centro de massa do sistema."
A crumple zone não diminui a velocidade do centro de massa do sistema. Ela absorve a energia do impacto, mas a velocidade do centro de massa do sistema é determinada pela conservação da quantidade de movimento.
Portanto, a alternativa correta é a alternativa B:
Alternativa correta: B
A questão aborda o conceito de *crumple zone* (zona de deformação) em veículos e seu papel na segurança dos passageiros durante colisões.
Conceitos Envolvidos:
* Energia Cinética: Energia associada ao movimento de um corpo. É dada por \(E_c = \frac{1}{2}mv^2\), onde \(m\) é a massa e \(v\) é a velocidade.
* Quantidade de Movimento (Momento Linear): É o produto da massa de um corpo por sua velocidade. É dado por \(Q = mv\).
* Impulso: Variação da quantidade de movimento. É igual à força resultante aplicada a um corpo multiplicada pelo intervalo de tempo de aplicação da força: \(I = \Delta Q = F \Delta t\).
Funcionamento do Crumple Zone:
O *crumple zone* é uma região projetada para se deformar plasticamente durante uma colisão. Essa deformação tem o objetivo principal de aumentar o tempo de colisão (\(\Delta t\)).
De acordo com a relação Impulso-Momento, \(F \Delta t = \Delta Q\), se o tempo de colisão (\(\Delta t\)) aumenta e a variação da quantidade de movimento (\(\Delta Q\)) é a mesma (já que o carro passa de uma velocidade inicial para zero), a força média (\(F\)) aplicada sobre os ocupantes *diminui*.
Além disso, a deformação do *crumple zone* absorve parte da energia cinética do sistema (carro + ocupantes), convertendo-a em outros tipos de energia, como energia térmica (calor) e energia de deformação. Essa absorção de energia também contribui para reduzir os danos aos ocupantes.
Análise das Alternativas:
(A) aciona os airbags do veículo: Embora o *crumple zone* possa estar associado ao acionamento de airbags em alguns veículos, essa não é a sua função principal.
(B) absorve a energia cinética do sistema: CORRETA. A deformação do *crumple zone* absorve parte da energia cinética da colisão.
(C) consome a quantidade de movimento do sistema: INCORRETA. A quantidade de movimento do sistema é conservada (considerando o sistema carro+ocupantes+muro como isolado) e depois da colisão, a quantidade de movimento do sistema é zero, pois a velocidade do carro é zero. O que muda é o *impulso* e a *força* envolvidos na colisão.
(D) cria uma barreira de proteção para seus ocupantes: INCORRETA. O *crumple zone* não é uma barreira rígida, mas sim uma região deformável.
(E) diminui a velocidade do centro de massa do sistema: INCORRETA. A velocidade do centro de massa do sistema *obrigatoriamente* diminui a zero na colisão. O *crumple zone* influencia a *taxa* de diminuição dessa velocidade, aumentando o tempo de desaceleração e, consequentemente, diminuindo a força sobre os ocupantes.
Conclusão:
O *crumple zone* aumenta a segurança dos passageiros porque absorve a energia cinética do sistema, diminuindo a força transmitida aos ocupantes.
Resposta: (B)