Questão 91 do ENEM 2019 — Ciências da Natureza

Para entender o que acontece no curling, precisamos analisar as forças que atuam sobre a pedra de granito enquanto ela desliza pela pista de gelo.

Após o lançamento, a pedra não possui nenhum "motor" ou força que a empurre para frente. Portanto, não existe uma força motriz atuando sobre ela (o que já descarta a alternativa A). Como o enunciado afirma que a pista é o mais nivelada possível, a componente da força peso paralela ao movimento é nula (descartando a alternativa C). A força normal também permanece constante, pois é equilibrada pela força peso da pedra ($N = P$), não sendo alterada pela ação dos varredores (descartando a alternativa E). A força de arrasto do ar é desprezível nessas velocidades e não é afetada por varrer o chão (descartando a alternativa D).

A principal força que atua na direção horizontal e se opõe ao movimento da pedra é a força de atrito cinético entre a base da pedra e a superfície do gelo. Pela Segunda Lei de Newton, a força resultante ($F_R$) é igual à massa ($m$) vezes a aceleração ($a$). Como apenas o atrito atua na horizontal, temos:

$F_R = m \cdot a$ $-F_{at} = m \cdot a$ $|a| = \frac{F_{at}}{m}$

Onde $F_{at}$ é a força de atrito cinético, dada por $F_{at} = \mu_c \cdot N$, sendo $\mu_c$ o coeficiente de atrito cinético.

Quando os membros da equipe varrem o gelo vigorosamente à frente da pedra, o atrito das vassouras com o gelo gera calor. Esse calor derrete uma camada microscópica de gelo, criando uma fina película de água líquida. Essa água atua como um lubrificante, reduzindo o coeficiente de atrito cinético ($\mu_c$) entre a pedra e a pista.

Com a diminuição do coeficiente de atrito, a força de atrito cinético ($F_{at}$) diminui. Consequentemente, como vimos na equação $|a| = \frac{F_{at}}{m}$, o módulo da desaceleração da pedra também se torna menor, permitindo que ela deslize por uma distância maior.

Portanto, a ação dos varredores diminui a desaceleração porque diminui o módulo da força de atrito cinético sobre a pedra.