Questão 103 — ENEM 2022Caderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Dinâmica (diagrama de forças: peso, normal e atrito estático)
• ⚡ Nível: Médio — exige saber ONDE cada força atua e para que lado aponta o atrito
• 🎯 Tema/Habilidade BNCC: Identificar as forças que atuam sobre um corpo e representá-las com ponto de aplicação, direção e sentido
• 🏆 Gabarito: revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Com a muleta inclinada no ângulo crítico e empurrada por F ao longo dela, qual esquema mostra peso, normal e atrito estático no lugar e no sentido certos?"
• Palavras-chave decisivas: força F paralela à muleta; ângulo crítico (imediatamente anterior ao escorregamento); pontos de aplicação, direção e sentido; CM = centro de massa
• Armadilha típica: desenhar o peso na ponta que toca o piso (ele atua no centro de massa) ou a normal no centro de massa (ela atua no ponto de contato) e inverter o sentido do atrito.
• O que a resposta precisa demonstrar: três decisões — onde atua cada força, qual é a direção de cada uma e para que lado aponta o atrito.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Peso (P): atração gravitacional da Terra; aplicado no centro de massa, vertical, para baixo.
• Normal (N): reação do piso à compressão; aplicada no ponto de contato, perpendicular ao piso — aqui, vertical para cima.
• Atrito estático (fₑ): aplicado no ponto de contato, paralelo ao piso, em sentido oposto àquele em que a ponta da muleta tende a escorregar.
• Ângulo crítico: o atrito estático chega ao seu valor máximo (fₑ = μₑ · N); inclinando um pouco mais, a ponta escorrega.
• Força F: continua paralela à muleta; com a muleta inclinada, ela ganha uma componente horizontal que empurra a ponta ao longo do piso.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "Mantendo-se a força F paralela à muleta" → no esquema correto, F aparece inclinada, alinhada com a muleta (e não vertical).
• Evidência 2: "CM representa o centro de massa da muleta" → é ali que o peso tem de ser desenhado.
• Evidência 3: "pontos de aplicação, da direção e do sentido das forças peso, normal e de atrito estático" → a questão cobra exatamente essas três informações para cada força.
• Síntese: P no CM, para baixo; N e fₑ no ponto de contato com o piso, N para cima e fₑ horizontal, contrária ao deslizamento da ponta.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

• Subpasso 4.1 — Força F: paralela à muleta. Descarta A e B, que desenham F vertical.
• Subpasso 4.2 — Peso: no centro de massa, vertical para baixo. Descarta A e C, que desenham P na ponta apoiada no piso.
• Subpasso 4.3 — Normal: no ponto de contato, vertical para cima. Descarta B e D, que desenham N no centro de massa.
• Subpasso 4.4 — Atrito: na figura, o topo da muleta está inclinado para a direita e a ponta fica à esquerda; F, ao longo da muleta, empurra a ponta para a esquerda. O atrito estático se opõe a esse deslizamento e aponta para a direita, no ponto de contato. B e D desenham fₑ para a esquerda.
• Subpasso 4.5 — Verificação: o único esquema com F paralela à muleta, P no CM, N e fₑ no contato e fₑ para a direita é o da alternativa E.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) F vertical; P, N e fₑ no ponto de contato

❌ Incorreta: o peso atua no centro de massa, não na ponta da muleta; além disso, F deveria estar paralela à muleta, e não vertical.

B) F vertical; N e P no centro de massa; fₑ para a esquerda

❌ Incorreta: três erros: F não está paralela à muleta, a normal deveria estar no ponto de contato com o piso e o atrito aponta para o mesmo lado do deslizamento, quando deveria se opor a ele.

C) F paralela; N, P e fₑ no ponto de contato

❌ Incorreta: F, N e fₑ estão certas, mas o peso aparece na ponta apoiada no piso; ele atua no centro de massa.

D) F paralela; N e P no centro de massa; fₑ para a esquerda

❌ Incorreta: o peso está certo, mas a normal deveria estar no ponto de contato e o atrito está no sentido do deslizamento.

E) F paralela; P no centro de massa; N e fₑ no ponto de contato, fₑ para a direita

✅ Correta: cada força está no seu ponto de aplicação, com direção e sentido corretos: P no CM para baixo, N no contato para cima e fₑ no contato, horizontal, contrária à tendência de a ponta escorregar para a esquerda.

🏆 Gabarito: E — peso no centro de massa; normal e atrito estático no ponto de contato com o piso, com o atrito se opondo ao deslizamento da ponta.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: só o esquema E acerta ao mesmo tempo o ponto de aplicação de P (CM), de N e fₑ (contato) e o sentido do atrito.
• Padrão de cobrança: o ENEM cobra diagrama de forças pedindo para escolher entre esquemas quase iguais; a diferença está sempre em onde a força nasce e para onde aponta.
• Generalização: peso sempre no centro de massa; normal e atrito sempre no contato entre as superfícies, a normal perpendicular e o atrito paralelo a elas, contra o deslizamento (ou a tendência de deslizamento).
• Dica de eliminação rápida: procure primeiro o peso no CM (sobram B, D e E), depois a normal no contato (sobra E).