Questão 101 do ENEM 2017 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, aplicamos o Princípio da Independência dos Movimentos, de Galileu: em um movimento composto, cada direção pode ser analisada separadamente. Vamos decompor o movimento do barco em duas direções.

Movimento perpendicular à margem (atravessando o rio)

O enunciado diz que o navegador mantém o barco sempre na direção perpendicular à correnteza, com o motor na mesma potência. Logo, a velocidade produzida pelo motor, que chamaremos de $v_y$, é constante ao longo de todo o trajeto.

Movimento paralelo à margem (arrasto pela correnteza)

Aqui está o ponto central: a velocidade da correnteza, que chamaremos de $v_x$, não é constante. O texto afirma que ela varia uniformemente, sendo muito pequena junto à margem e máxima no meio do rio.

Composição da trajetória

A velocidade do barco em relação à margem é a soma vetorial das duas: $\vec{v}_{res} = \vec{v}_y + \vec{v}_x$.

• Ao entrar no rio: a correnteza é praticamente nula ($v_x \approx 0$), então a velocidade resultante é quase só $v_y$. A trajetória começa, portanto, perpendicular à margem.
• Avançando em direção ao meio: $v_y$ continua igual, mas $v_x$ cresce gradualmente. O vetor resultante vai se inclinando cada vez mais no sentido da correnteza.

Como o desvio lateral aumenta de forma contínua enquanto o avanço frontal permanece constante, o barco descreve uma trajetória curva (um arco), que parte perpendicular à margem e se encurva progressivamente para o lado da correnteza.

Escolha da alternativa

A figura correta é, portanto, aquela em que a trajetória:

1. começa perpendicular à margem (correnteza quase nula na entrada) e
2. se curva suavemente para o lado da correnteza à medida que o barco se aproxima do centro (onde a correnteza é máxima).

Qualquer figura que mostre uma reta inclinada (correnteza constante), uma quebra brusca de direção, um avanço frontal que cessa, ou uma curva com maior desvio logo na margem (correnteza máxima na margem) contraria essa análise. A representação que atende às duas condições é a da alternativa D.