ENEM 2022 PPL — questão 104 de Física

Gabarito CMecânica — atrito estático e escolha de material2º dia · Reaplicação/PPL · Caderno 5 (Amarelo)
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 104 de Física do ENEM 2022 PPL

Enunciado em texto

Com o objetivo de revestir o piso de uma rampa de acesso para cadeiras de rodas, determina-se que, sob a aplicação de uma força motora de até 200 N, não ocorra deslizamento dos pneus em relação à superfície de contato. Considera-se que a força normal que atua sobre o conjunto cadeira e cadeirante é de 800 N.

O quadro a seguir indica alguns materiais, seus respectivos coeficientes de atrito estático com a borracha dos pneus e seus custos referentes ao metro quadrado instalado. Cada cifrão ($) indica uma unidade monetária genérica.

Cimento: coeficiente 0,20, custo $\$. Mármore: 0,30, $$$$$\$\$\$\$\$. Madeira: 0,35, $$\$\$. Carpete: 0,45, $$$$\$\$\$\$. Lona: 0,55, $$$\$\$\$.

Qual revestimento apresenta o menor custo, além de garantir que cadeiras de rodas passem pela rampa sem risco de escorregamento?

a) Cimento. b) Mármore. c) Madeira. d) Carpete. e) Lona.

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 revestimento mais barato entre os que impedem o escorregamento.

Passo 1 — a condição física de não escorregar. O pneu não desliza enquanto a força aplicada não superar a força de atrito estático máxima:

F≤Fat,maˊx=μ NF \le F_{\text{at,máx}} = \mu\,N

Passo 2 — traduzir em um número de corte. Com F=200 NF = 200\ \text{N} e N=800 NN = 800\ \text{N}:

200≤μ×800  ⇒  μ≥200800=0,25200 \le \mu \times 800 \;\Rightarrow\; \mu \ge \frac{200}{800} = \mathbf{0{,}25}

Todo material com μ<0,25\mu < 0{,}25 está eliminado, por mais barato que seja. Esse é o passo que separa a questão de um simples "escolha o mais barato da tabela".

Passo 3 — filtrar a tabela.

cimento 0,20  ×maˊrmore 0,30  ✓madeira 0,35  ✓\text{cimento } 0{,}20 \;\times \qquad \text{mármore } 0{,}30 \;\checkmark \qquad \text{madeira } 0{,}35 \;\checkmark

carpete 0,45  ✓lona 0,55  ✓\text{carpete } 0{,}45 \;\checkmark \qquad \text{lona } 0{,}55 \;\checkmark

O cimento, que é o mais barato de todos ($\$), é justamente o único que reprova no critério de segurança.

Passo 4 — entre os aprovados, o mais barato.

madeira $$  <  lona $$$  <  carpete $$$$  <  maˊrmore $$$$$\text{madeira } \$\$ \;<\; \text{lona } \$\$\$ \;<\; \text{carpete } \$\$\$\$ \;<\; \text{mármore } \$\$\$\$\$

Resposta: alternativa C (madeira).

A armadilha da alternativa (A), cimento: é a resposta de quem olhou só a coluna de preço. A questão é sobre uma rampa de acessibilidade — o critério de segurança vem primeiro, e só depois o custo. É engenharia, não compras.

Um detalhe honesto: a força normal de 800 N800\ \text{N} é o peso do conjunto cadeira + cadeirante, e numa rampa inclinada a normal seria menor que o peso (N=Pcos⁡θN = P\cos\theta). O enunciado corta essa discussão dizendo direto que a normal é 800 N800\ \text{N} — leia com atenção e use o valor dado, sem "corrigir" o enunciado.

A ideia em uma frase: primeiro corte por μ≥F/N\mu \ge F/N, depois escolha o mais barato do que sobrou.

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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