Questão 121 do Enem 2024: a força do chão sobre o Calvin

Enem 2024 · 2º dia · caderno azul · Física · Mecânica

Nos outros cadernos: amarelo 106 · verde 122 · cinza 98

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A Seta inclinada apontando para cima e para a direita

Na tirinha, Calvin se divertia em um balanço antes de soltar-se dele e cair ao chão. Em sua fala, ele demonstra ter imaginado que permaneceria em movimento circular. Porém, a força gravitacional, que permanece atuando no garoto, modifica a direção de sua velocidade, fazendo com que ele chegue ao chão da maneira ilustrada no último quadrinho.

Tirinha em quatro quadrinhos: Calvin balança, solta o balanço gritando, voa pelo ar indo para a esquerda e, no último quadrinho, cai de cabeça no chão dizendo "Houston, estamos com um problema na trajetória orbital"

WATTERSON, B. Disponível em: https://tiras-do-calvin.tumblr.com. Acesso em: 19 nov. 2021 (adaptado).

Qual vetor representa a força resultante exercida pelo chão sobre Calvin no exato momento em que ele toca o chão?

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

A força resultante que o chão faz sobre o Calvin no instante em que ele toca o solo. Não é a força peso nem a resultante de todas as forças, é só a do chão.

Para onde o Calvin está indo

Na tirinha, depois de soltar o balanço, o Calvin voa para a esquerda (veja as linhas de movimento atrás dele no terceiro quadrinho) e chega ao chão descendo. A velocidade dele tem uma parte para baixo e uma parte para a esquerda.

As duas forças do chão

Quando um corpo encosta numa superfície, ela pode fazer duas forças:

Normal ( $\vec{N}$ ): perpendicular ao chão, para cima. Impede que o Calvin afunde no solo.
Atrito ( $\vec{F}_{at}$ ): paralelo ao chão, contrário ao escorregamento. Como o Calvin chega indo para a esquerda, o atrito aponta para a direita.

Somando

A força do chão é a soma das duas:

\vec{F}_{\text{chão}} = \vec{N} + \vec{F}_{at}

Para cima mais para a direita dá uma seta inclinada para cima e para a direita.

Na resolução, o detalhe que separa quem acerta é lembrar que o chão faz duas forças. Um em cada cinco candidatos marcou só a normal (D).

Alternativa A.

A Gabarito: alternativa A

Por que as outras alternativas estão erradas

B
Uma seta para a esquerda teria o mesmo sentido do movimento do Calvin, e o atrito é contrário ao escorregamento. Além disso, falta a força normal, que aponta para cima. (23,4% marcaram)
C
Tem a componente vertical certa (normal para cima), mas o atrito está no sentido errado: apontando para o mesmo lado para onde o Calvin vai. (19,9% marcaram)
D
Representa só a força normal. Esqueceu o atrito: como o Calvin chega ao chão com velocidade horizontal, o chão também o freia na horizontal. (20,2% marcaram)
E
Representa só o atrito. Faltou a força normal, que o chão faz para cima e que impede o Calvin de atravessar o solo. (9,7% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 3.002.203 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 670 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 14ª 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.

Acertaram26,6%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

A26,6% ✓ gabarito
B23,4%
C19,9%
D20,2%
E9,7%

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

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50021,4%
500 a 60029,4%
600 a 70044,1%
700 ou mais56,2%

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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