Questão 109 do ENEM 2019 — Ciências da Natureza

Aqui é preciso analisar o movimento relativo entre o foguete e a Terra, considerando a geografia do local e o sentido de rotação do planeta.

Começando pela localização: a cidade do Rio de Janeiro fica no litoral, e o Oceano Atlântico está a Leste dela. O esquema que acompanha o texto reforça isso, indicando o sentido de rotação da Terra (de Oeste para Leste), a posição do Rio de Janeiro e o Oceano Atlântico a Leste. E, de fato, a Terra gira de Oeste para Leste.

O enunciado diz que os fragmentos reentraram "acima da cidade do Rio de Janeiro" e caíram no "Oceano Atlântico". Como o oceano está a Leste da cidade, concluímos que os destroços se deslocaram para Leste durante a queda. Isso significa que o foguete viajava no mesmo sentido da rotação da Terra.

Agora comparamos as velocidades angulares. Imagine uma "corrida" para Leste entre a cidade e o foguete. O foguete passa por cima do Rio de Janeiro e cai adiante, no mar. Ou seja, no tempo de queda ele percorreu uma distância angular maior do que a cidade percorreu junto com a rotação da Terra: ele "ultrapassou" a cidade. Para que isso ocorra, a velocidade angular do foguete ($\omega_{f}$) deve ser superior à velocidade angular da Terra ($\omega_{T}$).

O enunciado confirma esse raciocínio: "se a reentrada tivesse acontecido alguns minutos depois, teríamos uma tragédia, pois a queda seria na área urbana". Com o foguete mais rápido e ambos indo para Leste, um atraso na queda daria tempo para a cidade (que vem logo atrás) alcançar a região onde os destroços caem.

Portanto, para que o foguete passe pelo Rio de Janeiro e caia no oceano à sua frente, sua velocidade angular deve ser superior à da Terra e no mesmo sentido, o que corresponde à alternativa B.