Hora do Simulado

Questão 105

ENEM 2022, Ciências da Natureza Dificuldade: Difícil Favoritar

Em um dia de calor intenso, dois colegas estão a brincar com a água da mangueira. Um deles quer saber até que altura o jato de água alcança, a partir da saída de água, quando a mangueira está posicionada totalmente na direção vertical. O outro colega propõe então o seguinte experimento: eles posicionarem a saída de água da mangueira na direção horizontal, a 1 m de altura em relação ao chão, e então medirem a distância horizontal entre a mangueira e o local onde a água atinge o chão. A medida dessa distância foi de 3 m, e a partir disso eles calcularam o alcance vertical do jato de água. Considere a aceleração da gravidade de 10 m s⁻².

O resultado que eles obtiveram foi de

Ver gabarito e resolução

Em resumo: O jato horizontal a 1 m alcança 3 m: a água sai a √45 m/s, e na vertical subiria v²/2g = 2,25 m.

Gabarito oficial: alternativa B.

Resolução

A questão pede a altura que o jato alcançaria na vertical.

  1. Tempo de queda de 1 m no lançamento horizontal: h = \dfrac{g t^2}{2} \Rightarrow 1 = 5t^2 \Rightarrow t^2 = 0{,}2.
  2. Velocidade da água: na horizontal o movimento é uniforme: v = \dfrac{3}{t}, então v^2 = \dfrac{9}{0{,}2} = 45\ \text{m}^2/\text{s}^2.
  3. Altura na vertical: com a mesma velocidade de saída, H = \dfrac{v^2}{2g} = \dfrac{45}{20} = 2{,}25\ \text{m}.

Alternativas

  • A) Errada. Não corresponde à conta.
  • B) Correta. O jato subiria 2,25 m.
  • C) Errada. Não corresponde à conta.
  • D) Errada. Esquece de dividir por 2 na altura: \dfrac{45}{10}.
  • E) Errada. Não corresponde à conta.

Logo, a resposta é a alternativa B.

Fonte: INEP/MEC.

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