Questão 111 do ENEM 2019

Como resolver a questão 111 passo a passo?

O conceito que resolve

A força impulsiva média é calculada usando a relação entre o impulso (mudança de momento linear) e o tempo de impacto. O impulso é dado pela massa do tijolo multiplicada pela sua velocidade final (que é a velocidade de queda livre), e a força média é essa quantidade dividida pelo tempo de impacto.

Como chegar na resposta

1. Calcular a velocidade final do tijolo em queda livre usando a equação v² = u² + 2as, onde u=0, a=10 m/s² e s=5 m, resultando em v = 10 m/s.
2. Calcular o impulso J = m * v = 2.5 kg * 10 m/s = 25 kg·m/s.
3. Calcular a força impulsiva média F = J / t = 25 kg·m/s / 0.5 s = 50 N.
4. Comparar a força impulsiva com o peso do tijolo (P = m * g = 2.5 kg * 10 m/s² = 25 N). A força é o dobro do peso, então equivale ao peso de 2 tijolos.

Por que cada alternativa

• AA força impulsiva média é 50 N, enquanto o peso de um tijolo é 25 N. Portanto, a força equivale ao peso de 2 tijolos.
• BA força impulsiva é 50 N, não 125 N (que seria o peso de 5 tijolos). A divisão por 0.5 s reduz o valor para 2 vezes o peso.
• CA força impulsiva é 50 N, não 250 N (que seria o peso de 10 tijolos). A confusão pode vir de interpretar o impulso como a força total sem dividir pelo tempo.
• DA força impulsiva é 50 N, não 500 N (que seria o peso de 20 tijolos). A multiplicação por 20 é um erro de escala; a força é apenas o dobro do peso.
• EA força impulsiva é 50 N, não 1250 N (que seria o peso de 50 tijolos). A multiplicação por 50 é um erro de magnitude; a força é apenas o dobro do peso.

Onde essa questão derruba a maioria

A principal pegadinha é confundir o conceito de impulso com o de força instantânea ou total. Muitos alunos podem multiplicar a massa pela velocidade e pelo tempo de impacto, obtendo um valor muito maior (como 1250 N), em vez de dividir o impulso pelo tempo para encontrar a força média. Além disso, é fácil esquecer de dividir o resultado final pelo peso do tijolo para encontrar o número de tijolos equivalentes.

O que estudar se você errou

Para evitar erros, é crucial revisar a definição de força impulsiva média: F = J / t. Certifique-se de calcular o impulso corretamente (m * v) e de dividir pelo tempo de impacto. Também é importante lembrar que o peso do tijolo é m * g, e a questão pede a razão entre a força impulsiva e esse peso.