ENEM 2021 — questão 112 de Física
Enunciado em texto
No seu estudo sobre a queda dos corpos, Aristóteles afirmava que se abandonarmos corpos leves e pesados de uma mesma altura, o mais pesado chegaria mais rápido ao solo. Essa ideia está apoiada em algo que é difícil de refutar, a observação direta da realidade baseada no senso comum.
Após uma aula de física, dois colegas estavam discutindo sobre a queda dos corpos, e um tentava convencer o outro de que tinha razão:
Colega A: "O corpo mais pesado cai mais rápido que um menos pesado, quando largado de uma mesma altura. Eu provo, largando uma pedra e uma rolha. A pedra chega antes. Pronto! Tá provado!".
Colega B: "Eu não acho! Peguei uma folha de papel esticado e deixei cair. Quando amassei, ela caiu mais rápido. Como isso é possível? Se era a mesma folha de papel, deveria cair do mesmo jeito. Tem que ter outra explicação!".
O aspecto físico comum que explica a diferença de comportamento dos corpos em queda nessa discussão é o(a)
a) peso dos corpos. b) resistência do ar. c) massa dos corpos. d) densidade dos corpos. e) aceleração da gravidade.
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 aspecto físico comum que explica as duas observações da conversa.
Passo 1 — o que cada colega observou.
Colega A: a pedra chega antes da rolha.
Colega B: a mesma folha de papel, amassada, cai mais rápido do que esticada.
Passo 2 — o argumento decisivo está na fala do colega B, e ele é elegante. A folha amassada e a folha esticada são o mesmo pedaço de papel. Logo elas têm:
E, note, também a mesma quantidade de matéria no mesmo material. Mesmo assim caem diferente. Então nenhuma dessas grandezas pode ser a explicação — se fossem, as duas folhas cairiam igual.
Passo 3 — o que de fato mudou ao amassar. A área exposta ao ar. E é isso que muda a força de resistência do ar, que cresce com a área e com a velocidade:
Folha esticada: área grande, resistência grande, cai devagar. Amassada: área pequena, resistência pequena, cai rápido. A mesma explicação serve para a pedra e a rolha: a rolha é leve e volumosa, e a resistência do ar pesa muito na conta dela; para a pedra, a resistência é desprezível diante do peso.
Passo 4 — e o que Aristóteles errou. No vácuo, todos os corpos caem com a mesma aceleração , independentemente da massa — a massa aparece dos dois lados da segunda lei e se cancela:
A observação cotidiana que parece dar razão a Aristóteles é, na verdade, o efeito do ar.
A armadilha das alternativas (A), (C) e (D) — peso, massa e densidade: a folha amassada e a esticada têm as três iguais. Qualquer uma delas é derrubada pelo próprio experimento do colega B. Esse é o ponto da questão: ela dá o contraexemplo de graça, no enunciado.
A ideia em uma frase: a mesma folha, dois jeitos de cair — o que mudou não foi o corpo, foi o ar.
Resposta: alternativa B (resistência do ar).
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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