Questão 100 do ENEM 2021 — Ciências da Natureza

O experimento descrito pelo Colega B é um caso clássico para entender a queda dos corpos na presença de ar. Ele usa uma única folha de papel em duas situações: primeiro esticada, depois amassada.

Como é a mesma folha, a massa ($m$) permanece inalterada. Consequentemente, o peso ($P = m \cdot g$) e a aceleração da gravidade ($g$) no local também são os mesmos nas duas situações. Logo, peso, massa e gravidade não podem explicar a diferença no tempo de queda.

Quando um objeto cai na atmosfera, ele não está sujeito apenas à gravidade. Existe uma força contrária ao movimento, a resistência do ar, que funciona como um freio. Essa força depende fortemente da área de contato (ou do formato aerodinâmico) do objeto com o fluido.

Com a folha esticada, a área de contato com o ar é grande. Ela precisa "empurrar" muito ar para descer, o que gera uma grande resistência e torna a queda lenta.

Ao amassar a folha e transformá-la numa bolinha, a área de contato diminui bastante. Com um formato compacto, a folha "fura" o ar com mais facilidade, a resistência do ar cai e a queda fica muito mais rápida.

Ainda que a densidade da folha amassada seja maior (a mesma massa em volume menor), o que atua diretamente como força retardadora é a interação do formato do corpo com o ar. Portanto, a variável que explica a diferença de comportamento na queda é a resistência do ar, o que corresponde à alternativa B.