Nesta questão do ENEM, uma esfera é lançada verticalmente para cima e retorna ao ponto de origem, sendo analisado o comportamento da velocidade e da aceleração no instante em que o corpo atinge sua altura máxima.
O problema explora um conceito fundamental da Cinemática: mesmo quando a velocidade se torna zero no ponto mais alto, a aceleração da gravidade continua atuando durante todo o movimento.
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| No ponto mais alto do lançamento vertical, a velocidade é zero, mas a aceleração da gravidade continua atuando para baixo. |
Questão 3 (ENEM 2023 – Questão 129 – INEP)
Um professor lança uma esfera verticalmente para cima, a qual retorna, depois de alguns segundos, ao ponto de lançamento. Em seguida, lista em um quadro todas as possibilidades para as grandezas cinemáticas.
Descrição do quadro:
O quadro apresenta as grandezas cinemáticas da esfera: velocidade (v) e aceleração (a).
Quando o módulo de v é diferente de zero, o sentido é para cima ou para baixo.
Quando o módulo de v é igual a zero, o sentido é indefinido.
Quando o módulo de a é diferente de zero, o sentido é para cima ou para baixo.
Quando o módulo de a é igual a zero, o sentido é indefinido.
(Fim da descrição)
| Grandezas cinemáticas | Módulo | Sentido |
|---|---|---|
| Velocidade (v) | v ≠ 0 | para cima |
| para baixo | ||
| v = 0 | indefinido | |
| Aceleração (a) | a ≠ 0 | para cima |
| para baixo | ||
| a = 0 | indefinido |
Ele solicita aos alunos que analisem as grandezas cinemáticas no instante em que a esfera atinge a altura máxima, escolhendo uma combinação para os módulos e sentidos da velocidade e da aceleração.
A escolha que corresponde à combinação correta é:
a) v é igual a zero e a é diferente de zero para cima.
b) v é diferente de zero para cima e a é igual a zero.
c) v é igual a zero e a é diferente de zero para baixo.
d) v é diferente de zero para cima e a é diferente de zero para cima.
e) v é diferente de zero para baixo e a é diferente de zero para baixo.
Entendendo o movimento antes de calcular qualquer coisa
Antes de pensar em fórmulas, precisamos visualizar o movimento.
A esfera é lançada para cima, sobe, desacelera, para por um instante no ponto mais alto e depois começa a cair.
Esse movimento é causado exclusivamente pela gravidade.
Ou seja:
- Não há motor
- Não há força de impulso contínua
- A única força atuando é o peso
Isso caracteriza um movimento uniformemente variado (MRUV).
Ideia central que o ENEM quer testar
O ponto mais importante da questão é este:
Mesmo quando a velocidade é zero, a aceleração continua existindo.
Essa é a principal armadilha conceitual.
O que acontece com a velocidade no ponto mais alto
Vamos pensar passo a passo.
Quando a esfera sobe, a gravidade atua contra o movimento, diminuindo sua velocidade gradualmente.
Em algum momento, ela para de subir.
Esse instante específico é o ponto mais alto.
Nesse ponto:
A velocidade instantânea é zero
Mas atenção: isso não significa que o movimento terminou. Significa apenas que houve inversão de sentido.
De onde vem a aceleração nesse movimento
A aceleração vem da gravidade terrestre.
E a gravidade tem duas características importantes:
- É constante
- Sempre aponta para baixo
Isso significa que, independentemente de o corpo estar subindo, descendo ou parado momentaneamente:
A aceleração nunca deixa de existir
Entendendo por que a aceleração não zera
Essa é a parte mais importante da questão.
Muitos alunos confundem velocidade zero com aceleração zero, mas isso não é verdade na Física.
A aceleração não depende da velocidade.
Ela depende da força resultante.
No caso do lançamento vertical:
A única força atuando é o peso
Logo:
A aceleração é sempre a da gravidade (g)
E seu valor é aproximadamente:
a = 9,8 m/s² (ou 10 m/s² em exercícios do ENEM)
Direção da aceleração
Agora vem outro ponto essencial: o sentido da aceleração.
A gravidade sempre aponta para o centro da Terra.
Ou seja:
A aceleração está sempre para baixo
Mesmo quando o objeto está subindo.
Análise no ponto mais alto
Vamos organizar tudo no instante crítico da questão:
Velocidade (v)
No ponto mais alto, a esfera para instantaneamente antes de descer.
Portanto:
v = 0
Aceleração (a)
A gravidade continua atuando normalmente.
Logo:
a ≠ 0 e aponta para baixo
Comparando com as alternativas
- A) v = 0 e a ≠ 0 para cima ❌ (direção da gravidade está errada)
- B) v ≠ 0 e a = 0 ❌ (não existe aceleração zero nesse movimento)
- C) v = 0 e a ≠ 0 para baixo ✔
- D) v ≠ 0 e a ≠ 0 para cima ❌
- E) v ≠ 0 e a ≠ 0 para baixo ❌ (velocidade não é diferente de zero no topo)
Resposta correta: alternativa C
Interpretação física profunda
Essa questão trabalha uma ideia central da Física:
Velocidade e aceleração são grandezas independentes
Isso significa que:
- Um corpo pode ter velocidade zero e ainda estar acelerado
- A aceleração pode existir mesmo sem movimento instantâneo
No caso do lançamento vertical:
- A velocidade muda de sentido
- A aceleração permanece constante
O papel da gravidade no movimento
A gravidade é responsável por todo o comportamento do movimento.
Ela faz com que:
- O corpo desacelere ao subir
- O corpo pare no ponto mais alto
- O corpo acelere ao descer
Ou seja, ela controla todo o ciclo do movimento.
Erro mais comum nessa questão
O erro mais frequente é acreditar que no ponto mais alto “não existe força atuando”.
Isso é incorreto.
Mesmo no ponto mais alto:
- A gravidade continua agindo
- O peso continua existindo
- A aceleração continua presente
Estratégia para provas do ENEM
Sempre que aparecer lançamento vertical, siga esta lógica:
- Identifique o movimento (sempre MRUV)
- Lembre que a gravidade nunca para
- No ponto mais alto: v = 0
- A aceleração continua sendo g (para baixo)
Seguindo esse raciocínio, fica mais fácil evitar erros comuns e interpretar corretamente o que a questão está pedindo.
Perceba que não se trata de fazer contas difíceis, mas de entender como o movimento acontece sob a ação da gravidade.
Esse é exatamente o tipo de abordagem que o ENEM cobra: menos memorização de fórmulas e mais compreensão do fenômeno físico.
E como esse padrão aparece em diferentes variações — lançamento vertical, queda livre e movimentos acelerados — dominar essa ideia aumenta muito sua segurança na prova.
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