Questão 132 — ENEM 2018 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Mecânica (Trabalho de uma força)
• ⚡ Nível: Médio — exige abstrair um conceito físico (trabalho) a partir de três situações concretas bem diferentes entre si (catação manual, jato de ar e ímã), sem nenhum cálculo numérico envolvido.
• 🎯 Tema/Habilidade: Trabalho mecânico (W = F·d·cosθ) como grandeza que unifica ações de forças diferentes sobre um mesmo objetivo prático (reciclagem).
• 🏆 Gabarito: E — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "O que catação, separação por jato de ar e separação magnética têm em comum, do ponto de vista físico?"
• Palavras-chave decisivas: catação por mão humana, jato de ar que separa por peso, ação magnética que atrai o ferro
• Armadilha típica: o candidato foca no que é diferente entre as três ações (uma é manual, outra usa ar, outra usa magnetismo) e tenta encontrar uma característica física específica de uma delas (calor, luz, corrente elétrica) em vez de procurar o elemento físico comum e mais geral que está por trás de todas.
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de identificar que, apesar dos agentes serem diferentes (mão, ar, ímã), o efeito físico produzido em cada etapa é sempre o mesmo tipo de fenômeno mecânico — uma força atuando sobre um objeto e deslocando-o.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Trabalho de uma força (W): grandeza escalar definida por W = F·d·cosθ, com F a intensidade da força, d o deslocamento do corpo e θ o ângulo entre força e deslocamento. Só existe trabalho quando há força e deslocamento simultaneamente.
• Força de contato (ação humana): ao catar e separar as latas manualmente, a mão exerce força de contato direto sobre o objeto, deslocando-o do monte misto para a pilha de alumínio.
• Força aerodinâmica (jato de ar): o ar em movimento exerce força de arrasto sobre os objetos; como o alumínio é mais leve, essa força o desloca com mais facilidade do que aos materiais pesados, promovendo separação por massa.
• Força magnética (ímã): materiais ferromagnéticos sofrem atração de um campo magnético, que os desloca na direção do ímã, retirando-os do restante (o alumínio, paramagnético fraco, não é atraído).
• Ideia unificadora: apesar da natureza diferente da força em cada etapa, o efeito físico é sempre o mesmo — uma força realizando trabalho ao deslocar um corpo.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "recolher as latas e separá-las... por catação" → há força humana aplicada diretamente sobre as latas, deslocando-as fisicamente de um monte para outro; isso caracteriza trabalho mecânico realizado pela mão.
• Evidência 2: "colocar as latas em uma máquina que separa... por meio de um intenso jato de ar" → o ar exerce uma força de arrasto sobre os objetos, deslocando os mais leves para longe dos mais pesados; novamente força e deslocamento, ou seja, trabalho.
• Evidência 3: "retirar, por ação magnética, os objetos... que contêm ferro" → o campo magnético exerce força de atração sobre o ferro, deslocando-o do restante do material; mais uma vez, trabalho realizado por uma força.
• Síntese: as três descrições, embora usem agentes físicos distintos (mão, ar, campo magnético), narram sempre a mesma estrutura lógica: "uma força atua sobre um objeto e o desloca". Essa estrutura comum é justamente a definição física de trabalho, o que aponta diretamente para a alternativa que menciona "trabalho de uma força".

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Isolar o que é comum e o que é particular em cada ação

Em cada ação descrita há um tipo de força diferente (catação usa força humana; jato de ar usa força aerodinâmica; ímã usa força magnética) e um critério de separação diferente (visual/manual, massa/peso, composição química). Como essas características específicas variam de etapa para etapa, qualquer alternativa que generalize um traço particular de apenas uma delas (calor, luz, ação humana, corrente elétrica) já se enfraquece: ela não descreve simultaneamente as três ações.

Subpasso 4.2 — Aplicar a definição física de trabalho às três situações

Trabalho mecânico é definido como W = F·d·cos θ: basta uma força atuar sobre um corpo e produzir deslocamento com componente na direção da força. Verificando:

• Catação: força muscular (F) desloca a lata (d) do monte misto para o monte de alumínio → W ≠ 0.

• Jato de ar: força de arrasto do ar (F) desloca o objeto leve (d) para fora dos mais pesados → W ≠ 0.

• Ação magnética: força magnética (F) desloca o objeto ferroso (d) em direção ao ímã → W ≠ 0.

Nos três casos há força produzindo deslocamento, ou seja, há realização de trabalho de uma força.

Subpasso 4.3 — Verificação

Contrapondo aos demais fenômenos citados nas alternativas: não há troca de calor descrita, não há luz envolvida, a ação humana direta ocorre só na primeira etapa e a corrente elétrica não é citada nem necessária (o ímã pode ser permanente). O único elemento físico presente nas três ações, sem exceção, é o trabalho de uma força — confirmando a alternativa E.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) exigirem o fornecimento de calor.

❌ Incorreta: nenhuma das três ações descritas envolve transferência de energia térmica. Catação, jato de ar e separação magnética são processos mecânicos de deslocamento, não processos térmicos — não há aquecimento nem resfriamento em jogo.

B) fazerem uso da energia luminosa.

❌ Incorreta: energia luminosa (luz) não é mencionada nem é fisicamente necessária em nenhuma das três etapas. O texto descreve forças de contato, aerodinâmicas e magnéticas — nenhuma delas depende de radiação luminosa para funcionar.

C) necessitarem da ação humana direta.

❌ Incorreta: essa característica descreve apenas a primeira ação (catação, feita manualmente). A separação por jato de ar e a separação magnética são processos automatizados, realizados por máquinas, sem intervenção manual direta sobre cada objeto — portanto, "ação humana direta" não é comum às três.

D) serem relacionadas a uma corrente elétrica.

❌ Incorreta: essa é a alternativa mais tentadora, pois associa (erroneamente) magnetismo a eletricidade. Porém, a corrente elétrica não é citada no enunciado, e um ímã pode gerar campo magnético sem corrente elétrica (ímã permanente). Além disso, catação e jato de ar não dependem de corrente elétrica para o fenômeno físico de separação em si.

E) ocorrerem sob a realização de trabalho de uma força.

✅ Correta: nas três ações há uma força (muscular, aerodinâmica e magnética, respectivamente) atuando sobre os objetos e produzindo um deslocamento — exatamente a definição física de trabalho (W = F·d·cos θ). É a única característica presente, sem exceção, nas três etapas do processo de reciclagem descrito.

🏆 Gabarito: E — as três ações descritas envolvem forças de naturezas diferentes (manual, aerodinâmica, magnética), mas todas produzem deslocamento dos objetos, caracterizando a realização de trabalho de uma força em cada uma delas.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: a letra E é a única alternativa que descreve um elemento físico presente nas três ações sem exceção — a realização de trabalho por uma força, seja ela muscular, aerodinâmica ou magnética.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma usar situações cotidianas (aqui, reciclagem industrial) para testar se o estudante reconhece o conceito abstrato de trabalho mecânico por trás de ações concretas e aparentemente muito diferentes entre si, sem exigir nenhum cálculo.
• Generalização: sempre que um enunciado descrever "algo (força) que faz um objeto se mover ou mudar de posição", há trabalho mecânico envolvido — independentemente de a força ser humana, elétrica, magnética, gravitacional ou de atrito.
• Dica de eliminação rápida: procure a característica que aparece em TODAS as situações citadas, não apenas em uma. Se a alternativa descreve algo específico de só uma das ações (como "ação humana", que só vale para a catação), ela está automaticamente eliminada.
• Conexões: energia cinética e teorema trabalho-energia; classificação de misturas e métodos de separação (catação, ventilação, separação magnética) em Química.