Questão 91 — ENEM 2019 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Dinâmica (Leis de Newton e força de atrito)
• ⚡ Nível: Fácil — exige apenas reconhecer qual força é responsável pela desaceleração de um corpo que desliza sobre uma superfície, sem nenhum cálculo numérico.
• 🎯 Tema/Habilidade: Força de atrito cinético como causa da desaceleração; competência de interpretar um fenômeno físico do cotidiano (esportivo) e associá-lo ao conceito correto de dinâmica.
• 🏆 Gabarito: B — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual força, ao ter seu módulo reduzido pela varredura do gelo, faz a pedra de curling desacelerar menos?"
• Palavras-chave decisivas: varredores diminuem, desaceleração, menor
• Armadilha típica: confundir a força de atrito com a força normal ou com a "força motriz" (que sequer existe após o lançamento, já que a pedra desliza livre, sem propulsão contínua), atribuindo a desaceleração a uma causa que não atua horizontalmente sobre a pedra.
• O que a resposta precisa demonstrar: identificar corretamente que a única força que se opõe ao movimento horizontal da pedra sobre o gelo — e que é alterada pela ação de varrer — é o atrito cinético entre a pedra e a superfície gelada.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Atrito cinético: força de contato que se opõe ao deslizamento relativo entre duas superfícies em movimento uma em relação à outra. Seu módulo é dado por f = μc·N, em que μc é o coeficiente de atrito cinético e N é a força normal.
• Segunda Lei de Newton (desaceleração): um corpo que desliza livremente sobre uma superfície horizontal só desacelera se existir uma força resultante contrária ao movimento; nesse cenário, essa força é exclusivamente o atrito, pois não há motor nem propulsão após o lançamento.
• Efeito da varredura no coeficiente de atrito: ao esfregar vassouras no gelo à frente da pedra, os varredores aquecem ligeiramente a superfície e alisam microscopicamente as irregularidades (as "asperezas") do gelo, reduzindo o coeficiente de atrito cinético μc entre a pedra e o gelo — e não a força normal, que continua igual ao peso da pedra (superfície horizontal e nivelada).
• Força normal (N): força de reação da superfície, perpendicular a ela. Como a pista é nivelada e a pedra não sofre variação de massa nem de inclinação, N permanece igual ao peso da pedra durante toda a trajetória, com ou sem varredura — por isso não é ela que se altera.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "A pista de curling é feita para ser o mais nivelada possível, para não interferir no decorrer do jogo" → garante que a normal é constante e igual ao peso, eliminando componentes de peso paralelas ao movimento ou variações de N como explicação.
• Evidência 2: "membros da equipe varrem [...] o gelo imediatamente à frente da pedra, porém sem tocá-la" → a varredura age sobre o gelo (a superfície), não sobre a pedra diretamente nem sobre o ar ao redor dela, o que já descarta forças como arrasto do ar ou uma suposta "força motriz".
• Evidência 3: "verifica-se que o módulo da desaceleração da pedra é superior [...] sem a interferência dos varredores" → confirma que a varredura efetivamente reduz a força retardadora, e essa força retardadora, num deslizamento horizontal sobre gelo, só pode ser o atrito cinético entre pedra e superfície.
• Síntese: o texto monta um cenário clássico de dinâmica: corpo lançado, desliza sobre superfície horizontal nivelada, sem propulsão adicional, sofrendo desaceleração exclusivamente por atrito. A varredura altera a textura do gelo (reduz μc), diminuindo a força de atrito cinético e, consequentemente, a desaceleração.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar as forças que atuam sobre a pedra em movimento

Após o lançamento, a pedra desliza livremente sobre o gelo. Sobre ela atuam: o peso (P, vertical, para baixo), a normal (N, vertical, para cima, perpendicular à pista horizontal) e o atrito cinético (f, horizontal, no sentido contrário ao deslizamento). Não existe "força motriz" contínua (a pedra não é empurrada durante todo o trajeto, apenas recebe um impulso inicial) e o arrasto do ar é desprezível para um corpo denso e compacto deslizando rente ao gelo em baixa velocidade.

Subpasso 4.2 — Aplicar a Segunda Lei de Newton na direção do movimento

Na direção horizontal (direção do deslizamento), a única força resultante é o atrito cinético, já que peso e normal se equilibram na vertical (a pista é nivelada, logo N = P, e essas duas forças não têm componente na direção do movimento). Assim:

F_resultante = f = μc·N = m·a

Como m e N (= m·g) não mudam com a varredura, a desaceleração a é diretamente proporcional a μc: a = μc·g.

Subpasso 4.3 — Verificação: efeito da varredura sobre μc

A ação de varrer o gelo imediatamente à frente da pedra aquece e alisa ligeiramente a superfície, reduzindo suas irregularidades microscópicas. Isso diminui o coeficiente de atrito cinético μc entre pedra e gelo. Como a = μc·g, uma redução de μc produz diretamente uma redução de a — exatamente o que o enunciado descreve: "a desaceleração da pedra é superior [...] sem a interferência dos varredores". Logo, a grandeza cujo módulo diminui por causa da varredura é a força de atrito cinético sobre a pedra, confirmando a alternativa B.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) força motriz sobre a pedra.

❌ Incorreta: não existe força motriz atuando sobre a pedra após o lançamento — ela desliza livremente, sem nenhum agente empurrando-a continuamente. A varredura não gera nem altera nenhuma força propulsora; ela apenas modifica a interação de atrito entre pedra e gelo.

B) força de atrito cinético sobre a pedra.

✅ Correta: a varredura reduz as asperezas do gelo à frente da pedra, diminuindo o coeficiente de atrito cinético μc e, portanto, o módulo da força de atrito f = μc·N. Como essa é a única força horizontal resultante durante o deslizamento, sua redução diminui diretamente a desaceleração da pedra, exatamente como descrito no enunciado.

C) força peso paralela ao movimento da pedra.

❌ Incorreta: como a pista de curling é propositalmente nivelada (superfície horizontal), o peso da pedra é sempre perpendicular ao movimento — não existe componente do peso paralela à trajetória para ser alterada. Se a pista tivesse inclinação, essa componente existiria, mas o texto é explícito ao afirmar que ela é "o mais nivelada possível".

D) força de arrasto do ar que atua sobre a pedra.

❌ Incorreta: os varredores atuam sobre o gelo, à frente da pedra, e não sobre o ar ao redor dela. Além disso, a resistência do ar é desprezível para um objeto denso como a pedra de granito deslizando a baixas velocidades rente ao chão — ela não é a explicação física relevante para a diferença de desaceleração observada.

E) força de reação normal que a superfície exerce sobre a pedra.

❌ Incorreta: como a pista é nivelada e a massa da pedra não muda durante o lançamento, a força normal permanece constante e igual ao peso da pedra (N = m·g), com ou sem varredura. A varredura não altera a componente perpendicular de contato, apenas a "aspereza" da superfície, que é o fator que determina o coeficiente de atrito.

🏆 Gabarito: B — a varredura reduz o coeficiente de atrito cinético entre a pedra e o gelo, diminuindo o módulo da força de atrito cinético e, consequentemente, a desaceleração da pedra durante o deslizamento.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: em um deslizamento horizontal sem propulsão contínua, a única força capaz de desacelerar o corpo é o atrito cinético; como o enunciado deixa claro que a pista é nivelada (eliminando peso paralelo e alterações de normal) e que a varredura atua sobre o gelo (não sobre o ar), só resta a força de atrito cinético como resposta coerente com toda a física descrita.
• Padrão de cobrança: o ENEM adora usar esportes e situações do cotidiano para testar conceitos de dinâmica básica (Leis de Newton, atrito, energia). A "pegada" é sempre a mesma: descrever um fenômeno real e pedir que o estudante identifique a força física por trás dele, sem exigir nenhum cálculo.
• Generalização: sempre que um corpo desliza livremente sobre uma superfície horizontal e perde velocidade sem nenhuma força externa aplicada continuamente, a causa da desaceleração é o atrito cinético — e qualquer fator que "poli" ou "aquece" a superfície de contato tende a reduzir esse atrito.
• Dica de eliminação rápida: ao ler "superfície nivelada", já descarte de imediato qualquer alternativa envolvendo componente de peso paralela ao movimento; ao notar que não há motor nem propulsão contínua, descarte "força motriz"; e lembre que arrasto do ar é irrelevante para corpos densos e pesados em baixa velocidade — isso elimina três alternativas em segundos, restando a disputa entre atrito e normal, que se resolve lembrando que só o atrito depende da "textura" da superfície.
• Conexões: este raciocínio se conecta diretamente com questões sobre coeficiente de atrito (estático x cinético), plano inclinado e também com conceitos de energia mecânica (a varredura, ao reduzir o atrito, reduz a taxa de dissipação de energia cinética em calor).