Questão 111 — ENEM 2019 — Ciências da Natureza e suas Tecnologias
Gabarito oficial com explicação por IA — fonte: INEP — Provas e Gabaritos ENEM 2019
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 2,5kg de uma altura de 5m, cujo impacto contra um capacete pode durar até 0,5s, 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?
2
5
10
20
50
Explicação por IA
O impacto de objetos em queda oferece problema de aplicação prática da cinemática e dinâmica. Um tijolo de 2,5 kg caindo de 5m adquire velocidade ao alcançar solo calculável por conservação de energia ou cinemática. Usando v² = 2gh, v = √(2×10×5) = 10 m/s. Se o impacto dura 0,5 s (tijolo indo de 10 m/s para 0), a aceleração média é a = Δv/Δt = 10/0,5 = 20 m/s² (para cima, para parar o movimento). A força média é F = ma = 2,5×20 = 50 N. Comparando com peso (mg = 2,5×10 = 25 N), a força de impacto é 2× o peso. Isso exemplifica importante princípio: força depende não apenas da energia, mas também do tempo em que a energia é dissipada. Menor tempo de impacto = maior força de pico. Capacetes funcionam aumentando tempo de desaceleração (através d…
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