Questão 128 — ENEM 2018 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Atrito estático × atrito dinâmico; rolamento sem deslizamento
• ⚡ Nível: Médio — exige distinguir atrito estático de dinâmico a partir de uma situação física descrita em texto, sem fórmulas ou dados numéricos
• 🎯 Tema/Habilidade: Mecânica — forças de atrito e condição de rolamento puro (competência de interpretar fenômenos físicos do cotidiano)
• 🏆 Gabarito: B — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Identifique o tipo de atrito (estático ou dinâmico) responsável por converter a energia elástica da mola em energia cinética do carrinho, e sobre qual superfície ele atua."
• Palavras-chave decisivas: sem deslizar, movimenta sozinho, superfície rugosa
• Armadilha típica: associar "atrito" automaticamente à ideia de "atrito dinâmico/cinético", pois no senso comum atrito é sempre ligado a movimento e desgaste — ignorando que rolar sem deslizar é justamente o caso clássico de atrito estático.
• O que a resposta precisa demonstrar: que o aluno reconhece (1) o tipo de atrito envolvido na condição "sem deslizar" e (2) qual superfície/corpo exerce essa força sobre qual outro (agente e paciente da força).

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Atrito estático: força de atrito que atua entre duas superfícies sem que haja deslizamento relativo entre elas. Ela existe enquanto o ponto de contato permanece momentaneamente em repouso em relação à superfície de apoio, e é ela quem impede — ou neste caso, permite — o movimento sem escorregamento.
• Atrito dinâmico (cinético): força de atrito que surge quando há deslizamento relativo entre duas superfícies em contato, como quando um bloco desliza sobre uma mesa. É sempre oposta ao movimento relativo de deslizamento.
• Rolamento sem deslizamento (rolamento puro): em uma roda que rola sem escorregar, o ponto da roda que toca o solo tem, naquele instante, velocidade nula em relação ao solo — ele não desliza, apenas "gira em torno" desse ponto de apoio. Por isso, a força de atrito que atua ali é necessariamente estática.
• Terceira Lei de Newton (ação e reação) aplicada ao contato roda-solo: a roda "empurra" o chão para trás; por reação, o chão (a superfície rugosa) empurra a roda para frente. É esse empurrão de reação — o atrito estático exercido pela superfície sobre a roda — que impulsiona o carrinho.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "ele se movimenta sozinho para frente e sem deslizar" → a expressão "sem deslizar" é a chave técnica da questão: ela define, por definição física, que o atrito atuante é do tipo estático, não dinâmico.
• Evidência 2: "girar suas rodas para trás, contra uma superfície rugosa" → mostra que o agente físico responsável pelo atrito é a superfície de apoio (o chão rugoso), e o corpo sobre o qual essa força age é a roda — não o eixo interno do brinquedo, que é apenas o mecanismo que armazena e libera a energia da mola.
• Síntese: o enunciado descreve exatamente a condição de rolamento puro (sem deslizar) e identifica a superfície rugosa como responsável pelo contato. Juntando as duas evidências, a força de atrito que converte energia potencial elástica em energia cinética é estática, atuando na roda, devido à superfície rugosa — a sequência lógica que leva direto à alternativa B.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar o tipo de atrito pela condição "sem deslizar"

A física do rolamento estabelece uma regra objetiva: quando um corpo rola sobre uma superfície sem deslizar, o ponto de contato entre o corpo e a superfície está, a cada instante, em repouso relativo em relação a ela (velocidade relativa nula naquele ponto). Como não há deslizamento — ou seja, não há movimento relativo entre as superfícies em contato —, a força de atrito ali não pode ser dinâmica (que exige deslizamento por definição). Logo, o atrito deve ser estático.

Subpasso 4.2 — Identificar o agente e o corpo sobre o qual a força atua

O enunciado deixa explícito que as rodas giram "contra uma superfície rugosa". É essa rugosidade do chão que garante aderência suficiente para impedir o deslizamento. Fisicamente, a superfície exerce a força de atrito sobre a roda (é a superfície — o agente — que "segura" o ponto de contato da roda e o impede de escorregar, transformando o giro da roda, movido pela mola, em deslocamento para frente do carrinho). Portanto, a força atua na roda, e sua causa é a superfície rugosa — não o eixo, que é apenas a peça interna onde a mola libera a energia armazenada.

Subpasso 4.3 — Verificação

Juntando os dois resultados: o atrito é (i) estático — porque não há deslizamento — e (ii) atua na roda, devido à superfície rugosa — porque é o contato roda–chão rugoso que gera essa força de reação para frente. Essa combinação de características corresponde exatamente à descrição da alternativa B: "estático na roda, devido à superfície rugosa." Nenhuma outra alternativa combina corretamente os três elementos (tipo de atrito, local de atuação, agente causador).

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) dinâmico na roda, devido ao eixo.

❌ Incorreta: erra em dois pontos — o atrito é estático (não há deslizamento) e não é o eixo que causa o atrito responsável pelo movimento; o eixo é apenas o componente mecânico interno onde a mola atua, sem contato com o solo.

B) estático na roda, devido à superfície rugosa.

✅ Correta: como não há deslizamento entre a roda e o chão, o atrito é estático; ele atua no ponto de contato da roda, sendo causado pela rugosidade da superfície, que é o que permite a aderência necessária ao rolamento sem escorregar.

C) estático na superfície rugosa, devido à roda.

❌ Incorreta: inverte agente e paciente da ação — embora o tipo de atrito (estático) esteja certo, a força de atrito relevante para o movimento do carrinho atua na roda (fazendo-a avançar), e é a superfície rugosa que causa esse atrito, não o contrário.

D) dinâmico na superfície rugosa, devido à roda.

❌ Incorreta: erra tanto no tipo de atrito (deveria ser estático, já que não há deslizamento) quanto na inversão de agente e paciente.

E) dinâmico na roda, devido à superfície rugosa.

❌ Incorreta: acerta o local (na roda) e o agente (superfície rugosa), mas erra o tipo de atrito; "dinâmico" só se aplicaria se houvesse deslizamento entre roda e chão, o que o enunciado explicitamente descarta ao dizer "sem deslizar".

🏆 Gabarito: B — o atrito que converte a energia da mola em energia cinética do carrinho é estático (pois não há deslizamento no contato roda-solo) e atua sobre a roda, sendo causado pela superfície rugosa, que fornece a aderência necessária ao rolamento.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: apenas a alternativa B combina corretamente os três elementos exigidos pela física do rolamento sem deslizamento: tipo de atrito (estático), local de atuação (na roda) e agente causador (a superfície rugosa) — por isso é a única resposta compatível com o enunciado.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma explorar essa distinção "rola sem deslizar = atrito estático" em contextos do cotidiano (carros, bicicletas, brinquedos de fricção), sempre testando se o aluno abandona a intuição de que atrito só existe quando "há atrito visível" (desgaste, deslizamento).
• Generalização: toda vez que um corpo rola sobre uma superfície sem escorregar, a força de atrito no ponto de contato é estática; se houver deslizamento (derrapagem, arrasto), o atrito passa a ser dinâmico (ou cinético).
• Dica de eliminação rápida: primeiro decida "estático" ou "dinâmico" olhando só para a palavra "deslizar" no enunciado (sem deslizar → estático); isso já elimina de cara as alternativas A, D e E. Depois, verifique quem é o agente da força (a superfície, não o eixo e não invertido) para eliminar C e confirmar B.
• Conexões: força de atrito e suas classificações; rolamento e cinemática da rotação; conservação e transformação de energia mecânica (energia potencial elástica ↔ energia cinética).