Questão 100 do ENEM 2023

2º dia · Ciências da Natureza

Um professor lança uma esfera verticalmente para cima, a qual retorna, depois de alguns segundos, ao ponto de lançamento. Em seguida, lista em um quadro todas as possibilidades para as grandezas cinemáticas.

Grandeza cinemática Módulo Sentido
Velocidade v \neq 0 Para cima
Para baixo
v = 0 Indefinido*
Aceleração a \neq 0 Para cima
Para baixo
a = 0 Indefinido*

*Grandezas com módulo nulo não têm sentido definido.

Ele solicita aos alunos que analisem as grandezas cinemáticas no instante em que a esfera atinge a altura máxima, escolhendo uma combinação para os módulos e sentidos da velocidade e da aceleração.

A escolha que corresponde à combinação correta é

  1. A
    v = 0 e a \neq 0 para cima.
  2. B
    v \neq 0 para cima e a = 0.
  3. C
    v = 0 e a \neq 0 para baixo.
  4. D
    v \neq 0 para cima e a \neq 0 para cima.
  5. E
    v \neq 0 para baixo e a \neq 0 para baixo.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

Depois que a esfera sai da mão do professor, a única força que age sobre ela (desprezando o ar) é o peso, que aponta para baixo. Por isso a aceleração é a da gravidade, g \approx 9{,}8\ \text{m/s}^2, durante todo o trajeto: na subida, no topo e na descida.

Agora a velocidade:

  1. Na subida, a velocidade aponta para cima, mas seu módulo diminui, porque a aceleração aponta para baixo (contra o movimento).
  2. Na altura máxima, a esfera para de subir e ainda não começou a descer. A velocidade vai de positiva (para cima) a negativa (para baixo) e, nesse instante, vale zero: v = 0. Como o módulo é nulo, o sentido é indefinido, como diz a nota do quadro.
  3. A velocidade ser nula não significa que a aceleração seja nula. A aceleração é a taxa de variação da velocidade, e a velocidade continua mudando (de + para -) naquele instante. Por isso a = g \neq 0, para baixo.

A combinação correta no ponto mais alto é, portanto, v = 0 e a \neq 0 para baixo.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa B engana quem acha que, se a velocidade é zero no topo, a aceleração também é; a aceleração da gravidade permanece g para baixo.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Acoloca a aceleração para cima, mas a gravidade sempre aponta para baixo.
  • Bsupõe velocidade não nula e aceleração nula no topo, o que contraria o fato de que no topo v=0 e a=g.
  • Dmantém velocidade para cima no topo e aceleração para cima, ambos errados.
  • Eacerta a aceleração, mas a velocidade no topo é nula, não para baixo.

Assuntos: lançamento vertical, aceleração da gravidade.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 100 no caderno Azul do ENEM 2023

Nos cadernos: Amarelo 106Cinza 122Azul 100Rosa 129