Questão 77 do ENEM 2011 — Ciências da Natureza

A questão descreve o experimento clássico de medir o tempo de reação de uma pessoa soltando uma régua. Quando a régua é solta, ela entra em um movimento de queda livre.

Para entender por que a distância percorrida aumenta mais rapidamente que o tempo, precisamos analisar as forças e o tipo de movimento envolvido.

Durante a queda, desconsiderando a resistência do ar, a única força que atua sobre a régua é a força peso, que é a atração gravitacional da Terra. A força peso é dada por: $P = m \cdot g$

Como a massa ($m$) da régua e a aceleração da gravidade ($g$) são constantes, a força peso também tem um valor constante.

Pela Segunda Lei de Newton ($F_R = m \cdot a$), uma força resultante constante produz uma aceleração constante. No caso da queda livre, essa aceleração é a própria aceleração da gravidade ($g \approx 10 \text{ m/s}^2$).

Isso significa que a régua descreve um Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV). A equação que relaciona a distância percorrida ($d$) com o tempo de queda ($t$), partindo do repouso, é: $d = \frac{g \cdot t^2}{2}$

Observe que a distância é proporcional ao quadrado do tempo ($t^2$). É exatamente por isso que a distância aumenta muito mais rapidamente do que o tempo: conforme o tempo passa, a velocidade da régua aumenta continuamente devido à aceleração constante gerada pela força peso.

Analisando as alternativas:

• A) Incorreta. A energia mecânica da régua se conserva durante a queda (a energia potencial gravitacional se transforma em energia cinética).
• B) Incorreta. A resistência do ar faria a régua cair com menor velocidade do que no vácuo, mas não é o motivo pelo qual a distância aumenta mais rápido que o tempo.
• C) Incorreta. A aceleração de queda (gravidade) é constante, não variável.
• D) Correta. A força peso é constante, o que gera uma aceleração constante e, consequentemente, um movimento acelerado onde a velocidade aumenta com o tempo.
• E) Incorreta. A velocidade da régua não é constante; ela aumenta à medida que a régua cai.