Questão 119 do ENEM 2025 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos analisar o movimento da água ao sair do telhado. Trata-se de um problema de lançamento de projéteis, no qual o movimento pode ser decomposto em duas partes independentes (Princípio de Galileu):

1. Movimento Horizontal: ocorre com velocidade constante (Movimento Uniforme), pois desprezamos a resistência do ar.
2. Movimento Vertical: ocorre com aceleração constante (Movimento Uniformemente Variado), sob a ação da gravidade.

Analisando a velocidade da água

A água escoa pelo telhado e o abandona com velocidade de módulo $V = 4\text{ m/s}$. Como o telhado tem inclinação de $30^\circ$ em relação à horizontal, o vetor velocidade da água, ao iniciar a queda, também faz $30^\circ$ com a horizontal (apontando para baixo).

Para encontrar a distância horizontal $D$, precisamos apenas da componente horizontal da velocidade ($V_x$). Podemos calculá-la usando o cosseno do ângulo de inclinação:

$V_x = V \cdot \cos(30^\circ)$

Substituindo os valores fornecidos ($V = 4\text{ m/s}$ e $\cos 30^\circ = 0,87$):

$V_x = 4 \cdot 0,87 = 3,48\text{ m/s}$

Isso significa que, a cada segundo, a água avança $3,48\text{ metros}$ na direção horizontal.

Calculando a distância horizontal ($D$)

O tempo de queda ($t = 0,6\text{ s}$) já é fornecido pelo enunciado, então podemos usá-lo diretamente. (Ele poderia ser obtido a partir da altura de $3\text{ m}$ e da componente vertical da velocidade, mas o próprio enunciado já entrega esse dado.)

Como o movimento horizontal é uniforme, a distância $D$ é o produto da velocidade horizontal pelo tempo de queda:

$D = V_x \cdot t$ $D = 3,48 \cdot 0,6 = 2,088\text{ m}$

Conclusão

O valor calculado para a distância horizontal é $2,088\text{ m}$. Como o comando pede o valor mais próximo, a resposta é $2,1\text{ m}$, correspondente à alternativa D.