De Um Físico: ENEM 2018 - 2ª aplicação

(ENEM 2018) Ao soltar um martelo e uma pena na Lua em 1973, o astronauta David Scott confirmou que ambos atingiram juntos a superfície. O cientista italiano Galileu Galilei (1564-1642), um dos maiores pensadores de todos os tempos, previu que, se minimizarmos a resistência do ar, os corpos chegariam juntos à superfície.

OLIVEIRA, A. A influência do olhar. Disponível em: cienciahoje.org.br.
Acesso em: 15 ago. 2016 (adaptado).

Na demonstração, o astronauta deixou cair em um mesmo instante e de uma mesma altura um martelo de $1{,}32 \ \mathrm{kg}$ e uma pena de $30 \ \mathrm{g}$. Durante a queda no vácuo, esses objetos apresentam iguais

a) inércias. b) impulsos. c) trabalhos. d) acelerações. e) energias potenciais.

Para um mesmo astro, corpos em queda livre com velocidade inicial $v_{0y}$ estão sujeitos à mesma aceleração $a_y$: a gravitacional. A equação que descreve a altura $y$ do movimento uniformemente variado (MUV) dos corpos é a seguinte:

\begin{equation} y = y_0 + v_{0y} t + \frac{1}{2}a_y t^2 \vg \end{equation}

onde $y_0$ é a posição inicial.

Ao deixá-los cairem naturalmente, temos que $v_{0y} = 0$. Assim, rearranjando a Equação (1):

\begin{equation} y - y_0 = \frac{1}{2}a_y t^2 \vg \end{equation}

ou melhor,

\begin{equation} \Delta y = \frac{1}{2}a_y t^2 \pt \end{equation}

Uma vez que os objetos percorrem o mesmo trajeto e chegam ao solo no mesmo instante, como destaca o enunciado, o martelo e a pena possuem os mesmos $\Delta y$ e $t$. Portanto, através da Equação (2) concluímos que a aceleração $a_y$ tem que ser a mesma para que a igualdade permaneça satisfeita.

A título de curiosidade, na Lua, $a_y \approx g/6 \approx 1{,}62 \ \mathrm{m}/\mathrm{s}^2$, onde $g=9{,}8 \ \mathrm{m}/\mathrm{s}^2$ é o valor aproximado da aceleração da gravidade na Terra.

Resposta: d.

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