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

Questão 1

Em uma pesquisa sobre mobilidade e segurança no trânsito, técnicos de um órgão de tecnologia de transportes acompanharam, por aplicativo de GPS, o deslocamento de um ônibus interurbano que liga duas cidades de uma mesma região. O equipamento registrou que o veículo percorreu, ao longo da rodovia, uma distância total de 180 quilômetros e que o trajeto, do ponto de partida ao ponto de chegada, foi cumprido em 2 horas. A velocidade média de um corpo é definida como a razão entre a distância percorrida e o intervalo de tempo gasto para percorrê-la, e ajuda os técnicos a avaliar se o tempo de viagem está adequado para a população atendida pela linha. Considerando apenas os valores totais registrados pelo GPS durante esse percurso, qual é a velocidade média desse ônibus ao longo da viagem entre as duas cidades?

Gabarito: C. A velocidade média relaciona o quanto um corpo se desloca com o tempo gasto nesse deslocamento, sem depender das variações de velocidade durante o percurso. Por ser a razão entre distância e tempo, é a grandeza básica para comparar viagens, planejar horários e avaliar a mobilidade de uma população.

Questão 2

Em uma atividade de educação científica, estudantes investigam como a altura influencia a energia armazenada por um corpo. Eles observam que, ao subir uma mochila por uma escada, é preciso realizar esforço, e que essa mochila passa a poder devolver energia caso seja solta. Essa energia armazenada em razão da posição é a energia potencial gravitacional, dada pela expressão Ep = m · g · h, em que m é a massa do corpo, g a aceleração da gravidade e h a altura em relação ao solo. No experimento, a mochila tem massa de 2 quilogramas, a altura final em relação ao chão é de 15 metros, e os estudantes adotam a aceleração da gravidade como 10 metros por segundo ao quadrado. O exercício faz parte de uma pesquisa escolar sobre transformações de energia. Considerando os valores medidos durante a atividade, qual é a energia potencial gravitacional dessa mochila no alto da escada?

Gabarito: D. A energia potencial gravitacional mede a energia que um corpo guarda em razão de sua altura e cresce com a massa, a gravidade e a altura (Ep = m·g·h). Ao cair, essa energia se converte em cinética, ilustrando como a posição de um corpo se transforma em movimento.

Questão 3

Em uma exposição itinerante sobre ciência espacial levada a escolas públicas de várias regiões do Brasil, monitores explicam aos estudantes a diferença entre massa e peso. Eles apresentam um painel em que uma mochila de 4 quilogramas é transportada em um foguete e comparada em três ambientes: na Terra, na Lua e em Marte. O monitor esclarece que a massa é uma propriedade intrínseca do corpo e não muda de lugar para lugar, enquanto o peso é a força gravitacional exercida sobre o corpo e depende da aceleração da gravidade local, seguindo a expressão P = m · g. Na demonstração, o monitor usa como exemplo a mochila sobre a superfície terrestre, onde a aceleração da gravidade é de 10 metros por segundo ao quadrado. Compreender essa distinção é fundamental para que os estudantes entendam por que os astronautas flutuam e para que desenvolvam um olhar crítico sobre o cotidiano científico. Qual é o peso dessa mochila na superfície da Terra?

Gabarito: D. O peso é uma força que depende da gravidade local, ao passo que a massa é uma propriedade constante do corpo. Por isso a mesma mochila pesa menos na Lua, onde g é menor, mas continua com os mesmos 4 quilogramas de massa. Compreender essa distinção evita erros na interpretação de balanças e medições em contextos espaciais ou tecnológicos.