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ENEM 2013 Regular

Matemática · caderno azul

Questão 154 do ENEM 2013

Resolução da Métria · prof. Wanderson Barbosa · atualizada em

Esta questão em cada caderno do ENEM 2013:

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A Lei da Gravitação Universal, de Isaac Newton, estabelece a intensidade da força de atração entre duas massas. Ela é representada pela expressão:

Figura da questão 154 do ENEM 2013 (Proporcionalidade com potências)

onde m1 e m2 correspondem às massas dos corpos, d à distância entre eles, G à constante universal da gravitação e F à força que um corpo exerce sobre o outro.

O esquema representa as trajetórias circulares de cinco satélites, de mesma massa, orbitando a Terra.

Figura da questão 154 do ENEM 2013 (Proporcionalidade com potências)

Qual gráfico expressa as intensidades das forças que a Terra exerce sobre cada satélite em função do tempo?

Alternativa A: Figura da alternativa A

Incorreta — Retas horizontais, mas com A no topo: o satélite mais distante tem a menor força.

16,8% do Brasil marcou esta alternativa
Alternativa B (correta): Figura da alternativa B

Correta — Retas horizontais, porque d é constante, com E no topo por ser o mais próximo.

23,0% do Brasil marcou esta alternativa
Alternativa C: Figura da alternativa C

Incorreta — Curvas crescentes, com A no alto: a força não cresce com o tempo, e a ordem está invertida.

20,2% do Brasil marcou esta alternativa
Alternativa D: Figura da alternativa D

Incorreta — Retas crescentes e com A mais inclinada: erra o efeito do tempo e a ordem dos satélites.

19,2% do Brasil marcou esta alternativa
Alternativa E: Figura da alternativa E

Incorreta — Retas crescentes, com E mais inclinada: acerta a ordem, mas a força não cresce com o tempo.

20,2% do Brasil marcou esta alternativa

No ENEM 2013

Acerto no Brasil
23,0%
Errada mais marcada
E, 20,2%
Nível na TRI
cerca de 690

Microdados do ENEM 2013 (INEP) · 5.026.121 participantes

Gabarito oficial: letra B · Ver a resolução

Sobre esta questão

Habilidade do ENEM
H15: Identificar a relação de dependência entre grandezas.

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Questões parecidas: proporcionalidade com potências em outras provas

O que você precisa saber

• Gravitação: F=Gm1m2d2, a força cai com o quadrado da distância
• Órbita circular: a distância ao centro não muda

Ideia da questão

A questão quer o gráfico da força da Terra sobre cada satélite ao longo do tempo. Veja o que muda com o tempo na fórmula e ordene as forças pela distância de cada órbita.

Resolução passo a passo

Passo 1 Identificar a variável

Os satélites têm a mesma massa e a Terra é a mesma, então G, m1 e m2 são fixos. A força depende só da distância d, e é inversamente proporcional a d2.
F=kd2

Passo 2 Ver a variação no tempo

Em uma órbita circular, o satélite fica sempre à mesma distância da Terra. Se d não muda, F não muda: cada satélite tem uma força constante, e o gráfico de cada um é uma reta horizontal. Isso elimina as figuras com curvas ou retas crescentes.

Passo 3 Ordenar as retas

Quanto menor a distância, maior a força. A órbita mais próxima da Terra é a de E, e a mais distante é a de A, então as retas, de cima para baixo, são E, D, C, B e A.

Atenção

Distância menor dá força maior. Horizontais com A no topo, que ignoram isso, levam à alternativa A.

Conclusão

A força é constante em cada órbita e maior nas órbitas mais próximas, e só o gráfico B tem retas horizontais com E no topo. Portanto, a alternativa correta é a B.

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