ENEM 2020 PPL — questão 135 de Física

Resolução comentada

Atenção: esta questão foi ANULADA pelo INEP — consta como ANULADA no gabarito oficial do Caderno 5 (Amarelo) da 2ª aplicação de 2020. Mantemos aqui porque a física dela é boa e a discussão sobre por que uma questão dessas cai é, ela mesma, aprendizado.

A pergunta, em uma linha: o cristal acumulou energia porque foi comprimido. Qual das cinco situações guarda energia pelo mesmo mecanismo?

O mecanismo do enunciado. A bigorna de diamante aplica uma pressão enorme e deforma o cristal de XeF₂. Para comprimi-lo, é preciso realizar trabalho contra as forças de repulsão entre os átomos. Esse trabalho fica guardado na própria deformação e pode ser devolvido quando a pressão é retirada. Isso é energia potencial elástica:

$$E_{\text{el}} = \frac{k\,x^{2}}{2}$$

A analogia direta é a mola comprimida (alternativa E). Comprimir a mola exige trabalho contra a força elástica; a energia fica na deformação e volta quando você solta. Cristal comprimido e mola comprimida guardam energia do mesmo jeito: deformando-se.

Por que as outras não servem — e vale ver o critério, não só a resposta:

• A (carrinho de montanha-russa durante o trajeto): durante o trajeto a energia está trocando de forma (potencial ↔ cinética), não sendo armazenada. E nada se deforma.

• B (água no reservatório da hidrelétrica): é a concorrente séria — também é energia guardada, e guardada de propósito. Mas o mecanismo é outro: a água guarda energia por posição (altura), não por deformação. $E_p = mgh$, não $kx^{2}/2$. Nenhuma força de restituição foi vencida; a água não "volta ao formato original".

• C (queima de um palito de fósforo): energia química sendo liberada, não armazenada — e liberada de forma irreversível.

• D (reatores nucleares): energia de ligação nuclear sendo liberada na fissão. Também não é armazenamento.

A regra que separa tudo: o que muda no corpo quando ele guarda a energia? Se muda a forma, é elástica. Se muda a posição num campo, é gravitacional. Se muda o arranjo dos átomos ou do núcleo, é química ou nuclear — e nesses dois casos o enunciado das alternativas fala em liberar, não em guardar.

Sobre a anulação — e aqui é leitura minha, não do INEP. O INEP marca a questão como anulada e não publica o motivo; qualquer explicação é interpretação. O ponto de atrito mais visível é o par B × E: as duas descrevem energia genuinamente armazenada, e o enunciado pede um processo "análogo", palavra que não diz se a analogia é do mecanismo (deformação, e aí é E) ou apenas do fato de acumular (e aí B também cabe). Um comando que admite duas leituras razoáveis é o tipo de coisa que costuma derrubar item — mas isso é o que eu leio, e você deve tratar como tal.

O que fica de aprendizado, mesmo sem gabarito: quando uma questão pedir analogia, procure o mecanismo, não o resultado. Reservatório e mola acumulam energia; só a mola acumula do mesmo jeito que um cristal comprimido.

Resposta: questão anulada pelo INEP. Pela física do enunciado, a alternativa que descreve o mesmo mecanismo é a E.