Questão 111 do Enem 2019: a força do tijolo que cai no capacete

Enem 2019 · 2º dia · caderno azul · Física · Mecânica

Nos outros cadernos: amarelo 107 · cinza 118 · rosa 113

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A 2

Em qualquer obra de construção civil é fundamental a utilização de equipamentos de proteção individual, tal como capacetes. Por exemplo, a queda livre de um tijolo de massa 2,5 kg de uma altura de 5 m, cujo impacto contra um capacete pode durar até 0,5 s, resulta em uma força impulsiva média maior do que o peso do tijolo. Suponha que a aceleração gravitacional seja 10 m s⁻² e que o efeito de resistência do ar seja desprezível.

A força impulsiva média gerada por esse impacto equivale ao peso de quantos tijolos iguais?

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

A força média do impacto, em número de pesos do tijolo.

A velocidade ao chegar

Em queda livre de 5 m:

v = \sqrt{2\,g\,h} = \sqrt{2 \times 10 \times 5} = 10\ \text{m/s}

O impulso para parar o tijolo

\Delta p = m\,v = 2{,}5 \times 10 = 25\ \text{kg·m/s}

F = \frac{\Delta p}{\Delta t} = \frac{25}{0{,}5} = 50\ \text{N}

Comparando com o peso

O peso de um tijolo é 2,5 × 10 = 25 N:

\frac{50}{25} = 2

A força média equivale ao peso de 2 tijolos.

Alternativa A.

A Gabarito: alternativa A

Por que as outras alternativas estão erradas

B
Foi a mais marcada. Não corresponde à força média necessária para parar o tijolo em 0,5 s. (29,4% marcaram)
C
Corresponde a usar a velocidade (10 m/s) como se fosse o número de pesos. (27% marcaram)
D
Corresponde a um impacto muito mais curto (0,05 s), ou a esquecer de dividir pela massa ao comparar com o peso. (19,3% marcaram)
E
50 é a força em newtons. A questão pergunta quantos pesos de tijolo (25 N cada) isso representa. (10,8% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 3.710.335 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 699 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 10ª mais difícil de 44 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.

Acertaram13,2%dos candidatos marcaram a A

Habilidade 20 · Competência 6Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes.

Como os candidatos responderam

A13,2% ✓ gabarito
B29,4% mais marcada
C27%
D19,3%
E10,8%

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

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50014,2%
500 a 60010,8%
600 a 70012,1%
700 ou mais64,1%

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.

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