ENEM 2014 — questão 67 de Física
Enunciado em texto
Para entender os movimentos dos corpos, Galileu discutiu o movimento de uma esfera de metal em dois planos inclinados sem atritos e com a possibilidade de se alterarem os ângulos de inclinação, conforme mostra a figura. Na descrição do experimento, quando a esfera de metal é abandonada para descer um plano inclinado de um determinado nível, ela sempre atinge, no plano ascendente, no máximo, um nível igual àquele em que foi abandonada.
[Figura: à esquerda, um plano de descida, com o “Ângulo do plano de descida” marcado junto ao chão; a esfera está no alto dele, numa linha tracejada horizontal marcada “Nível de abandono da esfera”. À direita, um plano de subida, com o “Ângulo do plano de subida” marcado junto ao chão, que chega à mesma linha tracejada.]
Galileu e o plano inclinado. Disponível em: www.fisica.ufpb.br. Acesso em: 21 ago. 2012 (adaptado).
Se o ângulo de inclinação do plano de subida for reduzido a zero, a esfera
a) manterá sua velocidade constante, pois o impulso resultante sobre ela será nulo.
b) manterá sua velocidade constante, pois o impulso da descida continuará a empurrá-la.
c) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois não haverá mais impulso para empurrá-la.
d) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois o impulso resultante será contrário ao seu movimento.
e) aumentará gradativamente a sua velocidade, pois não haverá nenhum impulso contrário ao seu movimento.
(Enunciado e figura: ENEM 2014, aplicação regular, Caderno 1 – Azul — INEP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: o que acontece com a esfera quando o plano de subida vira um plano horizontal, sem atrito.
Passo 1 — o raciocínio de Galileu. Sem atrito, a esfera sempre volta ao nível de onde partiu. Quanto menos inclinado o plano de subida, mais longe ela precisa ir para chegar a esse nível. Com inclinação zero, ela nunca chega lá: segue indefinidamente.
Passo 2 — as forças no plano horizontal. Sem atrito, sobre a esfera agem só o peso e a normal, que se anulam. A força resultante é zero, então o impulso resultante também é zero:
Sem variação da quantidade de movimento, a velocidade fica constante: é o princípio da inércia.
Por que não as outras: (B) acerta o que acontece, mas dá o motivo errado: não existe um “impulso da descida” que fica guardado empurrando a esfera; ela continua andando justamente porque nada a empurra nem a freia. (C) e (D) supõem que sem força o corpo para, ou que haveria força contrária; sem atrito não há. (E) supõe aceleração sem força.
⚠️ A armadilha: a alternativa B, que repete a ideia antiga (de Aristóteles) de que todo movimento precisa de uma causa empurrando. Para Galileu e Newton, o que precisa de causa é a mudança de velocidade.
A ideia em uma frase: sem força resultante, não há impulso e a velocidade não muda: o corpo segue em linha reta com velocidade constante.
Resposta: alternativa A.
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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