Questão 98 do ENEM 2022 — Física
Estudos apontam que o meteorito que atingiu o céu da Rússia em fevereiro de 2013 liberou uma energia equivalente a 500 quilotoneladas de TNT (trinitrotolueno), cerca de 30 vezes mais forte que a bomba atômica lançada pelos Estados Unidos em Hiroshima, no Japão, em 1945. Os cálculos estimam que o meteorito estava a 19 quilômetros por segundo no momento em que atingiu a atmosfera e que seu brilho era 30 vezes mais intenso do que o brilho do Sol. A energia liberada pelo meteorito ao entrar na atmosfera terrestre é proveniente, principalmente,
Resolução comentada
A questão pergunta de que fonte vem a energia liberada por um meteorito ao entrar na atmosfera. O conceito é a conversão de energia cinética em outras formas de energia (térmica, sonora e luminosa).
O enunciado informa que o meteorito estava a 19 km/s, uma velocidade enorme. A energia cinética é Ec = m · v² / 2 e cresce com o quadrado da velocidade, então mesmo um corpo de massa modesta, a essa velocidade, carrega uma energia cinética gigantesca (da ordem de 500 quilotoneladas de TNT). Ao penetrar na atmosfera, o atrito e a compressão do ar o freiam bruscamente; essa energia cinética é transformada em calor, luz (o brilho intenso relatado), ondas de choque e fragmentação.
Não há, portanto, necessidade de nenhuma reação química ou nuclear. Os processos nucleares do tipo que ocorre no Sol (fusão) ou na bomba de Hiroshima (fissão) exigem condições e materiais específicos que não estão presentes em uma rocha espacial. Do mesmo modo, a comparação com o TNT é apenas uma unidade de energia equivalente: o meteorito não contém explosivo, e nada ali "queima" trinitrotolueno.
A resposta é a energia cinética associada à grande velocidade do meteorito, convertida em energia térmica, luminosa e sonora na interação com a atmosfera.