(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...

Para resolver esse problema, podemos utilizar a conservação da energia mecânica. Inicialmente, o carro está em repouso, portanto, sua energia cinética é nula. A energia inicial do sistema é dada pela energia potencial gravitacional e pela energia elétrica gerada pelo painel fotovoltaico. A energia potencial gravitacional é desprezível, pois o carro está em uma região plana. A energia elétrica gerada pelo painel fotovoltaico é dada por: E = P*t = A*Insolacao*rendimento*t Onde P é a potência gerada pelo painel, t é o tempo, A é a área do painel, Insolacao é a insolação da região e rendimento é o rendimento do painel. A potência gerada pelo painel é dada por: P = V*I = (A*rendimento)*I Onde V é a tensão gerada pelo painel e I é a corrente elétrica gerada pelo painel. A corrente elétrica gerada pelo painel é dada por: I = E/(V*t) Substituindo as equações, temos: (A*rendimento)*E/(V*t) = (A*rendimento)*V*I*t Simplificando, temos: E = V^2*I*t A velocidade final do carro é dada por: Vf^2 = 2*a*d Onde a é a aceleração do carro e d é a distância percorrida pelo carro. A aceleração do carro é dada por: a = F/m Onde F é a força resultante que atua sobre o carro e m é a massa do carro. A força resultante que atua sobre o carro é dada pela força gerada pelo motor elétrico, que é dada por: F = P/Vf Onde P é a potência gerada pelo painel e Vf é a velocidade final do carro. Substituindo as equações, temos: Vf^2 = 2*(P/(Vf*m))*d Simplificando, temos: Vf^3 = 2*P*d/m Substituindo as equações, temos: Vf^3 = 2*(A*rendimento)^2*Insolacao*d*t/m Simplificando, temos: t = (Vf^3*m)/(2*(A*rendimento)^2*Insolacao*d) Substituindo os valores, temos: t = (108^3*200)/(2*(9*0,3)^2*1000*200) = 33 segundos Portanto, a alternativa correta é a letra d) 33 segundos.