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Ciências da Natureza ENEM 2019 difícil

Questão 111 do ENEM 2019 comentada

Como relacionar a variação da quantidade de movimento de um objeto à força média durante o impacto.

Numeração do caderno azul · Ciências da Natureza

Questão 111ENEM 2019

Em qualquer obra de construção civil é fundamental a utilização de equipamentos de proteção individual, tal como capacetes. Por exemplo, a queda livre de um tijolo de massa 2,5kg de uma altura de 5m, cujo impacto contra um capacete pode durar até 0,5s, resulta em uma força impulsiva média maior do que o peso do tijolo. Suponha que a aceleração gravitacional seja 10 m s–2 e que o efeito de resistência do ar seja desprezível.

A força impulsiva média gerada por esse impacto equivale ao peso de quantos tijolos iguais?

  1. A
    2
  2. B
    5
  3. C
    10
  4. D
    20
  5. E
    50

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Ver a resposta e a resolução

Resposta: Agabarito oficial do INEP

O que a questão cobra

A questão exige calcular a velocidade de queda e usar o impulso para obter a força média do impacto. Depois, é preciso comparar essa força com o peso de um tijolo.

Resolução

O tijolo parte do repouso e cai 5 m. Sem resistência do ar, a velocidade no instante do impacto é dada por v² = 2gh.

o impacto contra um capacete pode durar até 0,5s

v² = 2 × 10 × 5 = 100; portanto, v = 10 m/s.

Ao parar, o tijolo tem sua quantidade de movimento reduzida de 2,5 × 10 = 25 kg·m/s a zero. A força impulsiva média é a variação da quantidade de movimento dividida pelo tempo do impacto:

F = 25 ÷ 0,5 = 50 N.

O peso de um tijolo é:

P = mg = 2,5 × 10 = 25 N.

Agora, comparamos a força do impacto com o peso de um tijolo:

50 ÷ 25 = 2.

Logo, a força impulsiva média equivale ao peso de dois tijolos iguais.

Alternativa por alternativa

  • A

    Correta. Está certa: a força média é 50 N, e o peso de um tijolo é 25 N; portanto, ela equivale ao peso de 2 tijolos.

  • B

    Não se sustenta: 5 pesos corresponderiam a 125 N, mas a força calculada é 50 N.

  • C

    Não se sustenta: 10 pesos corresponderiam a 250 N, e a força calculada é 50 N.

  • D

    Não se sustenta: 20 pesos corresponderiam a 500 N, e a força calculada é 50 N.

  • E

    Não se sustenta: 50 pesos corresponderiam a 1 250 N, e a força calculada é 50 N.

Para lembrarA força impulsiva média é a variação da quantidade de movimento dividida pelo intervalo de tempo: Fméd = Δp/Δt.

Resolução escrita com ajuda de IA a partir do gabarito oficial e revisada por um segundo modelo antes de ir ao ar. Achou erro? Avise a gente.

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