Questão 111 do ENEM 2019 (Ciências da Natureza)

Question

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 2,5 kg de uma altura de 5 m, cujo impacto contra um capacete pode durar até 0,5 s, 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?

A) 2
B) 5
C) 10
D) 20
E) 50

Accepted Answer

Alternativa A: 2

Pela queda livre, a velocidade do tijolo ao atingir o capacete é v = √(2gh) = √(2×10×5) = 10 m/s. O impulso da força de impacto é igual à variação da quantidade de movimento: I = m·v = 2,5×10 = 25 kg·m/s. A força média do impacto é F = I/Δt = 25/0,5 = 50 N, enquanto o peso do tijolo é P = m·g = 2,5×10 = 25 N. Logo, a força de impacto equivale a 50/25 = 2 vezes o peso de um tijolo. O conceito central é o teorema do impulso (impulso igual à variação da quantidade de movimento).

Questão 111 do ENEM 2019

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