ENEM 2018: Em desenhos animados é comum vermos a personagem tentando impulsionar um barco soprando ar contra a vela para compensar a falta de vento

ENEM 2018: Em desenhos animados é comum vermos a personagem tentando impulsionar um barco soprando ar contra a vela para compensar a falta de vento. Algumas vezes usam o próprio fôlego, foles ou ventiladores. Estudantes de um laboratório didático resolveram investigar essa possibilidade.

Para isso, usaram dois pequenos carros de plástico. A e B, instalaram sobre estes pequenas ventoinhas e fixaram verticalmente uma cartolina de curvatura parabólica para desempenhar uma função análoga à vela de um barco.

No carro B inverteu-se o sentido da ventoinha e manteve-se a vela, a fim de manter as características do barco, massa e formato da cartolina.As figuras representam os carros produzidos. A montagem do carro A busca simular a situação dos desenhos animados, pois a ventoinha está direcionada para a vela.

Com os carros orientados de acordo com as figuras, os estudantes ligaram as ventoinhas, aguardaram o fluxo de ar ficar permanente e determinaram os módulos das velocidades médias dos carros A (VA) e B (VB) para o mesmo intervalo de tempo.

A respeito das intensidades das velocidades médias e do sentido de movimento do carro A, os estudantes observaram que:

a) VA = 0; VB > 0; o carro A não se move.
b) 0 < VA < VB; o carro A se move para a direita.
c) 0 < VA < VB; o carro A se move para a esquerda.
d) 0 < VB < VA; o carro A se move para a direita.
e) 0 < VB < VA; o carro A se move para a esquerda.

QUESTÃO ANTERIOR:
- ENEM 2018: Considere, em um fragmento ambiental, uma árvore matriz com frutos (M) e outras cinco que produziram flores e são apenas doadoras de pólen (DP1, DP2, DP3, DP4 e DP5). Foi excluída a capacidade de autopolinização das árvores.

RESOLUÇÃO:
Carro B
A ventoinha aplica no ar uma força de ação

e o ar aplica na ventoinha uma força de reação -

que vai acelerar o carro B para a direita.

Carro A
Se todo o ar que recebe força da ventoinha atingisse a cartolina e, após a colisão, ficasse em repouso ou espalhado de modo que sua quantidade de movimento total fosse nula, então o carro A permaneceria em repouso.

Porém, tendo a cartolina o formato parabólico, a colisão do ar com a cartolina será do tipo parcialmente elástica, com o ar não ficando em repouso após a colisão e sim retornando. Com isso, a força trocada entre o ar e a cartolina terá intensidade maior que

e o carro A se move para a direita.

O carro A se move para a direita, porém com aceleração menor que a do carro B.
PFD (A): F’ – F = m aA
PFD (B): F = m aB

F’ < 2F ⇔ aB > aA

Observação:
Como a questão trata de um mito da Física, qual seja, que o carrinho não se moveria, sugerimos consultar o site da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, o qual retrata o fenômeno descrito de modo experimental e com a adequada justificativa teórica.
(https://www.if.ufrgs.br/~lang/Textos/barco_ventilador.pdf)

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/
PODE SIM SER IMPELIDO PELO VENTO SO - PRADO SOBRE AS VELAS POR UM VENTILADOR PRESO AO BARCO!

GABARITO:
b) 0 < VA < VB; o carro A se move para a direita.

(QUESTÃO 131 - AMARELA / 128 - AZUL / 095 - CINZA / 100 - ROSA)

PRÓXIMA QUESTÃO:
- ENEM 2018: O manejo adequado do solo possibilita a manutenção de sua fertilidade à medida que as trocas de nutrientes entre matéria orgânica, água, solo e o ar são mantidas para garantir a produção.