Questão 79 do Enem 2014 PPL: a velocidade do cosmonauta depois do empurrão

Enem 2014 PPL · 1º dia · caderno branco · Física · Mecânica

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E 0,80 m/s

Durante um reparo na estação espacial internacional, um cosmonauta, de massa 90 kg, substitui uma bomba do sistema de refrigeração, de massa 360 kg, que estava danificada. Inicialmente, o cosmonauta e a bomba estão em repouso em relação à estação. Quando ele empurra a bomba para o espaço, ele é empurrado no sentido oposto. Nesse processo, a bomba adquire uma velocidade de 0,2 m/s em relação à estação.

Qual é o valor da velocidade escalar adquirida pelo cosmonauta, em relação à estação, após o empurrão?

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

A velocidade do cosmonauta depois de empurrar a bomba.

Conservação da quantidade de movimento

O sistema cosmonauta + bomba parte do repouso e não há força externa: a quantidade de movimento total continua zero. As duas quantidades de movimento têm módulos iguais e sentidos opostos:

m_c\,v_c = m_b\,v_b

90 \times v_c = 360 \times 0{,}2 = 72

v_c = 0{,}80\ \text{m/s}

A bomba tem 4 vezes a massa do cosmonauta, então ele sai 4 vezes mais rápido.

Alternativa E.

E Gabarito: alternativa E

Por que as outras alternativas estão erradas

A
0,05 m/s inverte as massas: o cosmonauta, mais leve, sai mais rápido, não mais devagar.
B
0,20 m/s supõe velocidades iguais, ignorando a diferença de massa.
C
0,40 m/s usa uma razão de massas de 2, mas a bomba tem 4 vezes a massa do cosmonauta.
D
0,50 m/s não sai da conservação da quantidade de movimento.

Raio-X da questão

Dados oficiais do Inep. Os microdados desta aplicação não trazem as respostas dos candidatos, então aparecem só a dificuldade pela TRI e a habilidade avaliada.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 646 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 18ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.

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