ENEM 2014 PPL — questão 79 de Física

Gabarito EDinâmica — conservação da quantidade de movimento (cosmonauta e bomba)1º dia · Reaplicação/PPL · Caderno 3 (Branco)

Enunciado da questão 79 de Física do ENEM 2014 PPL — Enunciado — imagem da prova

Enunciado em texto

Durante um reparo na estação espacial internacional, um cosmonauta, de massa 90 kg, substitui uma bomba do sistema de refrigeração, de massa 360 kg, que estava danificada. Inicialmente, o cosmonauta e a bomba estão em repouso em relação à estação. Quando ele empurra a bomba para o espaço, ele é empurrado no sentido oposto. Nesse processo, a bomba adquire uma velocidade de 0,2 m/s em relação à estação.

Qual é o valor da velocidade escalar adquirida pelo cosmonauta, em relação à estação, após o empurrão?

a) 0,05 m/s

b) 0,20 m/s

c) 0,40 m/s

d) 0,50 m/s

e) 0,80 m/s

(Enunciado: ENEM 2014 PPL (2ª aplicação), Caderno 3 – Branco — 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: a velocidade com que o cosmonauta recua depois de empurrar a bomba.

Passo 1 — o sistema é isolado. No empurrão, as forças entre o cosmonauta e a bomba são internas ao conjunto (ação e reação). A quantidade de movimento total se conserva, e ela era zero, porque os dois estavam em repouso:

$m_c\,v_c = m_b\,v_b$

(em módulo: os dois saem em sentidos opostos).

Passo 2 — a conta:

$90\,v_c = 360 \times 0{,}2 = 72$

$v_c = \frac{72}{90} = 0{,}80\ \text{m/s}$

Conferindo: o cosmonauta tem um quarto da massa da bomba, então sai com o quádruplo da velocidade: $4 \times 0{,}2 = 0{,}8$ m/s.

⚠️ As armadilhas: inverter as massas ( $90 \times 0{,}2/360$ ) dá 0,05 m/s (alternativa A); achar que os dois saem com a mesma velocidade dá 0,20 m/s (alternativa B). Quem tem menos massa sai mais rápido.

A ideia em uma frase: partindo do repouso, as quantidades de movimento ficam iguais e opostas: o mais leve recua mais rápido.

Resposta: alternativa E (0,80 m/s).

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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