Questão 111 do ENEM 2019 — Física
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 2,5kg de uma altura de 5m, cujo impacto contra um capacete pode durar até 0,5s, 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?
Resolução comentada
Na queda, o tijolo ganha velocidade v = √(2·g·h) = √(2·10·5) = 10 m/s. O impulso da força durante a colisão é igual à variação de quantidade de movimento: F·Δt = m·v, logo F = (2,5 × 10)/0,5 = 50 N. Como o peso de um tijolo é P = m·g = 2,5 × 10 = 25 N, essa força impulsiva equivale ao peso de 50/25 = 2 tijolos.
Quem esquece de calcular a velocidade de impacto e usa diretamente o peso do tijolo (25 N) como se fosse a própria força de impacto chega à ideia errada de que a razão seria 1; o ponto-chave é perceber que a força impulsiva do choque é bem maior que o peso estático, pois toda a quantidade de movimento é freada em um intervalo de tempo curto.