Questão 114 do ENEM 2018 — Ciências da Natureza

Como o enunciado afirma que as moedas estão paradas, sabemos que elas se encontram em equilíbrio estático. Pela Primeira Lei de Newton, a força resultante sobre elas na direção vertical é nula. Basta, então, identificar todas as forças verticais em jogo.

Podemos resolver de duas maneiras: tratando as duas moedas como um único sistema ou analisando cada moeda separadamente.

Análise do sistema completo

A forma mais direta é tratar as duas moedas juntas como um único bloco.

Na vertical, as forças que puxam esse bloco para baixo são os pesos das duas moedas: $P_{\text{total}} = P_{0,10} + P_{1,00} = 0,05 \text{ N} + 0,09 \text{ N} = 0,14 \text{ N}$

O dedo do garoto pressiona as moedas apenas horizontalmente contra a parede. Logo, a única força externa vertical capaz de sustentar o sistema é a força de atrito exercida pela parede sobre a moeda de R$ 1,00 (a que está em contato direto com a parede).

Para o sistema ficar parado, essa força de atrito, apontando para cima, deve equilibrar o peso total, apontando para baixo: $F_{\text{atrito}} = P_{\text{total}} = 0,14 \text{ N}$

Análise moeda por moeda

O mesmo resultado aparece olhando cada moeda individualmente:

1. Moeda de R$ 0,10: tem peso de $0,05 \text{ N}$ para baixo. Para não cair, a moeda de R$ 1,00 exerce sobre ela um atrito de $0,05 \text{ N}$ para cima.
2. Moeda de R$ 1,00: pela Terceira Lei de Newton, recebe da moeda de R$ 0,10 um atrito de reação de $0,05 \text{ N}$ para baixo. Somando ao seu próprio peso de $0,09 \text{ N}$, a força total para baixo é: $F_{\text{para baixo}} = 0,09 \text{ N} + 0,05 \text{ N} = 0,14 \text{ N}$

Para equilibrar, a parede exerce sobre a moeda de R$ 1,00 uma força de atrito para cima de exatos $0,14 \text{ N}$.

Portanto, a força de atrito entre a parede e a moeda de R$ 1,00 é de $0,14 \text{ N}$. Gabarito: E.