Questão 100 · Física: Cinemática
Em um dia de calor intenso, dois colegas estão a brincar com a água da mangueira. Um deles quer saber até que altura o jato de água alcança, a partir da saída de água, quando a mangueira está posicionada totalmente na direção vertical. O outro colega propõe então o seguinte experimento: eles posicionarem a saída de água da mangueira na direção horizontal, a 1 m de altura em relação ao chão, e então medirem a distância horizontal entre a mangueira e o local onde a água atinge o chão. A medida dessa distância foi de 3 m, e a partir disso eles calcularam o alcance vertical do jato de água. Considere a aceleração da gravidade de 10 m s-2.
O resultado que eles obtiveram foi de
- A) 1,50 m.
- B) 2,25 m.
- C) 4,00 m.
- D) 4,50 m.
- E) 5,00 m.
Marque a alternativa correta:
Gabarito: B
Gabarito definitivo divulgado pela banca INEP (ENEM 2022).
Comentário
Gabarito: B.
O jato sai horizontal, a 1 m do chão, e cai a 3 m de distância. Usamos as equações do lançamento horizontal.
1) Tempo de queda (h = 1 m, g = 10 m/s²): h = g·t²/2 → t² = 2·1/10 = 0,2 s² → t ≈ 0,45 s
2) Velocidade horizontal de saída (MRU na horizontal): v = d/t = 3 m / 0,45 s ≈ 6,7 m/s, ou seja, v² = d²·g/(2h) = 9·10/2 = 45 m²/s².
3) Altura máxima do jato vertical. Com a mesma velocidade de saída apontada para cima, a energia cinética se converte em potencial: H = v²/(2g) = 45 / 20 = 2,25 m
Portanto a resposta é 2,25 m (alternativa B).
Por que as outras estão erradas:
- A) 1,50 m: não resulta das equações com g = 10 m/s².
- C) 4,00 m: não resulta das equações; é um valor que não corresponde a nenhuma etapa correta do cálculo.
- D) 4,50 m: é o dobro de 2,25 m, valor que se obtém ao usar v²/g em vez de v²/(2g).
- E) 5,00 m: não corresponde a nenhuma relação correta entre d, h e g.
Dica Enem: em questões de lançamento, separe o movimento em horizontal (MRU) e vertical (MUV). Em problemas de altura de jato, use conservação de energia: v²/(2g) dá a altura máxima.
Fundamentos: Lançamento horizontal (movimento balístico) · Queda livre e cálculo do tempo de queda · Conservação da energia mecânica: energia cinética convertida em potencial
Comentário gerado pela Cravei IA a partir do enunciado e do gabarito definitivo divulgado pela banca, e conferido por uma verificação automática. A IA pode errar: o gabarito oficial sempre prevalece.
Fonte: prova INEP ENEM 2022 (Enem — 2º dia (Ciências da Natureza e suas Tecnologias e Matemática e suas Tecnologias)), questão 100, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.