Veja uma Questão do Enem Envolvendo as Leis de Newton
Autor: E.E.F.M. CUSTÓDIO DA SILVA LEMOS | Publicado: 2015-08-31T17:23:00-07:00


As leis de Newton, como todos sabem, lançaram as bases do que hoje denominamos de Física Mecânica,
 a partir da qual diversos avanços técnicos e teóricos foram possíveis. 
Estas leis conseguem explicar grande parte dos fenômenos envolvidos no 
cotidiano das pessoas, como a queda de um objeto ou a construção de uma 
ponte, apesar de serem impróprias quando tratamos de velocidades muito 
elevadas ou de objetos em escala nanométrica. Por serem tão relevantes, 
as leis de Newton são muito exigidas em vestibulares, e não poderia ser 
diferente com o Enem.

Pensando
 no seu preparo para o Exame Nacional do Ensino Médio, trouxemos uma 
questão comentada em detalhes. Nela será possível compreender alguns 
conceitos fundamentais para ir bem no dia da prova.


Enem 2011 – Caderno Amarelo – Questão 81

Para medir o tempo de reação de uma pessoa, pode-se realizar a seguinte experiência:

Mantenha
 uma régua (com cerca de 30 cm) suspensa verticalmente, segurando-a pela
 extremidade superior, de modo que o zero da régua esteja situado na 
extremidade inferior;
A pessoa deve colocar os dedos de sua mão, em forma de pinça, próximos do zero da régua, sem tocá-la.
Sem
 aviso prévio, a pessoa que estiver segurando a régua deve soltá-la. A 
outra pessoa deve procurar segurá-la o mais rapidamente possível e 
observar a posição onde conseguiu segurar a régua, isto é, a distância 
que ela percorre durante a queda.


O quadro seguinte mostra a posição em que três pessoas conseguiram segurar a régua e os respectivos tempos de reação.


Disponível em: http://www.br.geocites.com.


A distância percorrida pela régua aumenta mais rapidamente que o tempo de reação porque a

a) energia mecânica da régua aumenta, o que a faz cair mais rápido. b) resistência do ar aumenta, o que faz a régua cair com menor velocidade. c) aceleração de queda da régua varia, o que provoca um movimento acelerado. d) força peso da régua tem valor constante, o que gera um movimento acelerado. e) velocidade da régua é constante, o que provoca uma passagem linear de tempo.



RESOLUÇÃO E COMENTÁRIOS

Alternativa D

Ao
 soltar a régua, a mesma cairá em queda livre. Em outras palavras, 
movimento retilíneo uniformemente variado (M.U.V.), ou seja, movimento 
em que gradativamente há aumento de velocidade, devido à aceleração da 
gravidade. Como a velocidade aumenta, o espaço percorrido, 
considerando-se o mesmo intervalo de tempo, também aumenta. Analisando 
as alternativas temos:

Alternativa A:
 Energia mecânica é a soma das energias potencial, neste caso 
gravitacional, e cinética. Como podemos considerar este um sistema 
conservativo, pois a soma de todas as forças dissipativas (atrito, 
resistência do ar, etc.) é desprezível, a quantidade de energia mecânica
 será constante e não aumentará como a alternativa sugere. Ao cair, a 
régua perde energia potencial gravitacional e, na mesma proporção, ganha
 energia cinética.
Alternativa B:
 Esta alternativa apresenta dois erros: considerar a força de 
resistência do ar para esta pequena queda, onde no caso ela é 
praticamente zero, e a diminuição de velocidade acarretar no aumento da 
distância, quando na verdade deveria diminuir.
Alternativa C:
 Para objetos próximos à superfície da Terra, podemos considerar o campo
 gravitacional uniforme, o que implica na aceleração da gravidade ser 
constante. Variações da aceleração de queda da régua, ou seja, da 
gravidade, só ocorreriam, de acordo com a Lei da Gravitação Universal 
proposta por Newton, se tivéssemos variações altíssimas nas massas, ou 
da régua, ou do planeta Terra, ou das distâncias entre a régua e a 
Terra, o que é absurdo.
Alternativa D:
 É a alternativa correta. De acordo com a 2ª lei de Newton temos , onde F
 é força atuante em uma massa m sob uma aceleração a. No caso, a força é
 o peso e a aceleração é a da gravidade. Vimos que a aceleração da 
gravidade é constante. Como a massa também é, a força peso não irá 
variar.
Alternativa E:
 Esta alternativa também apresenta dois erros: uma vez que a régua cai 
ela estará sob a ação da aceleração da gravidade, o que implica na 
variação da velocidade. No segundo erro, a passagem do tempo é linear 
não devido à velocidade ser constante e sim por ela ser relativamente 
baixa em relação à velocidade da luz e os referenciais envolvidos serem 
todos inerciais.


Comentário:
 Nesta questão, conhecimentos simples sobre queda livre e movimento 
retilíneo uniformemente variado faziam o estudante chegar rapidamente à 
resposta. Mas é muito importante que o aluno se convença dos erros 
conceituais que as demais alternativas cometem a respeito do mesmo 
assunto.

Conteúdos envolvidos: Cinemática e Dinâmica.