Questão 70 do Enem 2015: o alcance do estilingue de borracha dura e o da mole

Enem 2015 · 1º dia · caderno azul · Física · Mecânica

Nos outros cadernos: amarelo 59 · branco 60 · rosa 53

Só quer conferir? Ver o gabarito

B 1/2.

Um garoto foi à loja comprar um estilingue e encontrou dois modelos: um com borracha mais "dura" e outro com borracha mais "mole". O garoto concluiu que o mais adequado seria o que proporcionasse maior alcance horizontal, D, para as mesmas condições de arremesso, quando submetidos à mesma força aplicada. Sabe-se que a constante elástica k_d (do estilingue mais "duro") é o dobro da constante elástica k_m (do estilingue mais "mole").

A razão entre os alcances D_d/D_m, referentes aos estilingues com borrachas "dura" e "mole", respectivamente, é igual a

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

A razão entre os alcances dos dois estilingues, puxados com a mesma força.

Energia guardada com a mesma força

Com força F, a deformação é $x = F/k$ . A energia elástica fica:

E = \frac{k\,x^2}{2} = \frac{k}{2}\left(\frac{F}{k}\right)^2 = \frac{F^2}{2k}

Com a mesma força, a energia é inversamente proporcional a k. A borracha dura ( $k_d = 2k_m$ ) guarda metade da energia.

Velocidade e alcance

Toda essa energia vira cinética: $v^2 \propto E$ . Para o mesmo ângulo de lançamento, o alcance horizontal é proporcional a $v^2$ :

\frac{D_d}{D_m} = \frac{E_d}{E_m} = \frac{1}{2}

Alternativa B.

B Gabarito: alternativa B

Por que as outras alternativas estão erradas

A
1/4 usa a razão das constantes ao quadrado. A energia é inversamente proporcional a k, não a k². (16% marcaram)
C
Mesma força não significa mesma energia: a borracha dura estica menos. (8,6% marcaram)
D
Foi a errada mais marcada. Inverte a relação: a borracha dura guarda menos energia com a mesma força. (29,6% marcaram)
E
Também inverte e ainda eleva ao quadrado. (6,6% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 5.751.609 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIDifícilParâmetro B: 6.605 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 1ª 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.

Acertaram38,9%dos candidatos marcaram a B

Habilidade 6 · Competência 2Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum.

Como os candidatos responderam

A16%
B38,9% ✓ gabarito
C8,6%
D29,6%
E6,6%

Em branco: 0,2% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50039,8%
500 a 60037,8%
600 a 70033,5%
700 ou mais47,6%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

Simulador grátis

Energia Mecânica

Skatista, bungee, bloco na mola e usina hidrelétrica: a energia muda de forma, mas o total não muda.

Abrir simulador →

Mandar no WhatsApp