ENEM 2024 — questão 121 de Física

Enunciado em texto
Na tirinha, Calvin se divertia em um balanço antes de soltar-se dele e cair ao chão. Em sua fala, ele demonstra ter imaginado que permaneceria em movimento circular. Porém, a força gravitacional, que permanece atuando no garoto, modifica a direção de sua velocidade, fazendo com que ele chegue ao chão da maneira ilustrada no último quadrinho.
WATTERSON, B. Disponível em: https://tiras-do-calvin.tumblr.com. Acesso em: 19 nov. 2021 (adaptado).
Qual vetor representa a força resultante exercida pelo chão sobre Calvin no exato momento em que ele toca o chão?
As alternativas desta questão são figuras — veja a imagem da prova acima.
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 vetor da força resultante que o chão faz sobre o Calvin no instante em que ele toca o solo.
Passo 1 — como ele chega ao chão. Ao soltar-se do balanço, o Calvin sai pela tangente e faz um lançamento oblíquo. Pelos quadrinhos, ele voa para a esquerda e vai caindo. No instante do toque, a velocidade dele aponta para baixo e para a esquerda.
Passo 2 — o que o chão precisa fazer. O chão tem de parar esse movimento. Pelo teorema do impulso, : como a velocidade final é zero, a variação da quantidade de movimento aponta contra a velocidade de chegada.
Passo 3 — some as direções. Contrário de "baixo e esquerda" é cima e direita. É o vetor da alternativa A.
Os dois erros clássicos:
• Marcar D (só para cima), lembrando da força normal. A normal é só a componente perpendicular ao solo; o chão também freia horizontalmente, por atrito. A pergunta é pela resultante, que inclui as duas.
• Marcar C (cima e esquerda), invertendo o sentido do voo. Vale reler os quadrinhos antes de escolher.
De quebra, a piada da tirinha é física boa: o Calvin achou que continuaria em movimento circular. Sem a corda para fazer a força centrípeta, sobra só a gravidade — e a trajetória vira parábola.
Resposta: alternativa A.
Resolução em vídeo
Resolução em vídeo do ENEM 2024 — canal Professor Filatte.
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