ENEM 2022 · Ciências da Natureza · Física · cinemática
Questão 100 do ENEM 2022
Resposta: letra B. Usamos a distância horizontal de 3 m e a altura de 1 m para achar a velocidade inicial do jato. Depois aplicamos essa velocidade na equação de subida vertical para obter a altura máxima.
Em um dia de calor intenso, dois colegas estão a brincar com a água da mangueira. Um deles quer saber até que altura o jato de água alcança, a partir da saída de água, quando a mangueira está posicionada totalmente na direção vertical. O outro colega propõe então o seguinte experimento: eles posicionarem a saída de água da mangueira na direção horizontal, a 1 m de altura em relação ao chão, e então medirem a distância horizontal entre a mangueira e o local onde a água atinge o chão. A medida dessa distância foi de 3 m, e a partir disso eles calcularam o alcance vertical do jato de água. Considere a aceleração da gravidade de 10 m
O resultado que eles obtiveram foi de
- A1,50 m.
- B2,25 m.Resposta correta
- C4,00 m.
- D4,50 m.
- E5,00 m.
Como resolver a questão 100 passo a passo?
O conceito que resolve
Movimento parabólico: a velocidade horizontal permanece constante; a altura máxima de um projétil lançado verticalmente é v₀²/(2g).
Como chegar na resposta
- Tempo de queda: t = √(2h/g) = √(2·1/10) ≈ 0,447 s.
- Velocidade horizontal: v₀ = x/t = 3 m / 0,447 s ≈ 6,708 m/s.
- Altura máxima vertical: H = v₀²/(2g) = (6,708)² / (2·10) ≈ 45 / 20 = 2,25 m.
Por que cada alternativa
- AErro de cálculo: usa t = √(h/g) em vez de √(2h/g), resultando em velocidade menor e altura menor.
- BCorreta: segue exatamente os passos acima, obtendo 2,25 m.
- CErro conceitual: confunde a distância horizontal (3 m) com a altura máxima, atribuindo 4 m.
- DErro de unidade: aplica g = 9,8 m/s² em vez de 10 m/s², gerando 4,5 m.
- EErro de interpretação: assume que a mangueira está no solo (altura 0 m) e calcula altura a partir de 3 m, obtendo 5 m.
Onde essa questão derruba a maioria
A figura pode fazer parecer que a mangueira está no solo, mas o enunciado diz que a saída está a 1 m de altura. Ignorar isso leva a usar a altura errada na fórmula de queda.
O que estudar se você errou
Verifique que a velocidade horizontal é a mesma em ambas as orientações e que a altura de 1 m deve ser usada na fórmula de tempo de queda.
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