Mecânica (Cinemática, Leis de Newton, Trabalho e Energia) no ENEM

Questão 1

Pesquisadores do Núcleo de Transporte e Mobilidade Urbana de uma universidade federal monitoraram, durante um dia de operação, o deslocamento de um ônibus articulado em linha expressa de uma capital brasileira. Um dos instrumentos instalados no veículo registrou automaticamente, a cada segundo, a posição do ônibus em relação ao ponto de partida. Os dados foram exportados em forma de gráfico que relaciona o espaço percorrido ao tempo decorrido desde o início do trajeto. Ao analisar o trecho entre as paradas 3 e 7, a equipe percebeu que o gráfico exibia um segmento de reta com inclinação constante. A partir desse comportamento gráfico, o pesquisador coordenador afirmou que, nesse intervalo, o ônibus se movia de forma diferente do trecho anterior, em que o gráfico mostrava uma curva crescente. Qual característica do movimento do ônibus o segmento de reta no gráfico espaço-tempo revela?

Gabarito: C. No gráfico espaço-tempo, a inclinação (Δs/Δt) representa a velocidade. Reta horizontal → repouso; reta inclinada → velocidade constante (MRU); curva côncava para cima → aceleração positiva. Distinguir esses gráficos é uma das habilidades mais testadas no ENEM e em concursos.

Questão 2

Em uma investigação de acidentes de trânsito conduzida pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes, especialistas analisaram vídeos de câmeras instaladas no interior de ônibus intermunicipais. Uma das cenas registrou o momento em que o motorista acionou os freios de emergência para desviar de um animal na pista: passageiros que não estavam segurando nas alças foram projetados para a frente enquanto o veículo desacelerava bruscamente. Os técnicos utilizaram esse evento para ilustrar, em material didático destinado a motoristas, um princípio fundamental da mecânica que explica por que os corpos tendem a continuar com o estado de movimento que possuem quando não há força resultante atuando sobre eles. Com base nesse princípio e nas observações registradas, qual é a explicação correta para o deslocamento dos passageiros para a frente durante a freada?

Gabarito: C. A inércia é a propriedade dos corpos de resistir a mudanças de estado de movimento. Quanto maior a massa, maior a inércia. Cintos de segurança, airbags e encostos de cabeça são tecnologias projetadas exatamente para gerenciar as forças necessárias para desacelerar ocupantes junto com o veículo, evitando que a inércia os projete contra estruturas rígidas.

Questão 3

Em uma atividade de educação científica organizada por um centro de pesquisas fluviais junto a ribeirinhos do Amazonas, o instrutor demonstrou, usando uma canoa pequena em água parada, o princípio pelo qual o remo é capaz de mover a embarcação. Ao cavar o remo na água e empurrá-la para trás com determinada força, o remador percebeu que a canoa avançava para a frente. O instrutor explicou que, quando um corpo exerce força sobre outro, o segundo corpo exerce sobre o primeiro uma força de igual intensidade, mesma direção e sentido oposto, e que essa interação está na base de muitas tecnologias de propulsão, desde remos e hélices de barco até foguetes espaciais. Com base no princípio demonstrado, qual das alternativas descreve corretamente o par de forças envolvido no avanço da canoa?

Gabarito: A. O par ação-reação da terceira lei sempre envolve dois corpos distintos e forças opostas. É por isso que foguetes funcionam no vácuo: ao expelir gases para trás com grande força, os gases reagem empurrando o foguete para a frente — não é necessário um fluido externo para 'empurrar contra'.