As Leis de Newton são o coração da Dinâmica — e um dos temas mais certos de Física no ENEM: inércia, força resultante, ação e reação, atrito, polias e plano inclinado aparecem todo ano, quase sempre ligados a situações do cotidiano. A bateria de hoje reúne 10 questões REAIS, que já caíram no ENEM entre 2011 e 2024, transcritas fielmente das provas oficiais, com a fonte visível (banca, ano e número da questão, quando identificado), a figura original da prova quando a questão tem, o gabarito oficial da banca e uma resolução comentada nossa, passo a passo, no bloco recolhível depois de cada questão.
Antes de começar, revise as três leis: 1ª lei (inércia) — sem força resultante, o corpo mantém seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme; 2ª lei — F = m·a, a força resultante é proporcional à aceleração que produz; 3ª lei (ação e reação) — as forças sempre aparecem aos pares, com mesma intensidade, mesma direção e sentidos opostos, em corpos diferentes. Tente resolver antes de abrir cada resolução. Bom treino!
Questão 1 — Galileu e o plano inclinado (a origem da inércia)
Fonte: ENEM 2014 — Ciências da Natureza (1º dia), questão 53 (caderno azul)
Para entender os movimentos dos corpos, Galileu discutiu o movimento de uma esfera de metal em dois planos inclinados sem atritos e com a possibilidade de se alterarem os ângulos de inclinação, conforme mostra a figura. Na descrição do experimento, quando a esfera de metal é abandonada para descer um plano inclinado de um determinado nível, ela sempre atinge, no plano ascendente, no máximo, um nível igual àquele em que foi abandonada.
Se o ângulo de inclinação do plano de subida for reduzido a zero, a esfera
- A) manterá sua velocidade constante, pois o impulso resultante sobre ela será nulo.
- B) manterá sua velocidade constante, pois o impulso da descida continuará a empurrá-la.
- C) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois não haverá mais impulso para empurrá-la.
- D) diminuirá gradativamente a sua velocidade, pois o impulso resultante será contrário ao seu movimento.
- E) aumentará gradativamente a sua velocidade, pois não haverá nenhum impulso contrário ao seu movimento.
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Gabarito oficial: A. Com o plano de subida na horizontal (ângulo zero), não há mais componente do peso freando a esfera: desprezando os atritos, a força resultante sobre ela é nula e, portanto, o impulso resultante também é nulo. Pela 1ª lei de Newton (inércia), a esfera mantém sua velocidade constante, em movimento retilíneo uniforme — é exatamente a ideia que Galileu usou para chegar ao princípio da inércia. A alternativa B erra a causa: não é “o impulso da descida” que empurra a esfera, e sim a ausência de força resultante; C e D supõem uma freada que não existe sem atrito nem rampa; E inventa uma aceleração sem nenhuma força para produzi-la.
Questão 2 — Aristóteles contra Newton: o movimento forçado
Fonte: ENEM 2011 — Ciências da Natureza
Segundo Aristóteles, uma vez deslocados de seu local natural, os elementos tendem espontaneamente a retornar a ele, realizando movimentos chamados de naturais.
Já em um movimento denominado forçado, um corpo só permaneceria em movimento enquanto houvesse uma causa para que ele ocorresse. Cessada essa causa, o referido elemento entraria em repouso ou adquiriria um movimento natural.
PORTO, C. M. A física de Aristóteles: uma construção ingênua? Revista Brasileira de Ensino de Física. V. 31, n° 4 (adaptado).
Posteriormente, Newton confrontou a ideia de Aristóteles sobre o movimento forçado através da lei da
- A) inércia.
- B) ação e reação.
- C) gravitação universal.
- D) conservação da massa.
- E) conservação da energia.
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Gabarito oficial: A. Para Aristóteles, movimento precisava de uma causa permanente: sem empurrão, o corpo parava. Newton virou essa ideia com a lei da inércia — um corpo mantém seu movimento (velocidade constante) justamente quando NÃO há força resultante agindo sobre ele. Ou seja: o “movimento forçado” de Aristóteles só existe enquanto há força; cessada a força, o corpo não para — ele continua em movimento retilíneo uniforme. A 3ª lei (B) trata de pares ação-reação, a gravitação universal (C) trata da atração entre massas, e conservação da massa (D) e da energia (E) são outros princípios, que não confrontam a ideia aristotélica do movimento forçado.
Questão 3 — A força de atrito que nos faz andar
Fonte: ENEM 2013 — Ciências da Natureza, questão 76 (caderno azul)
Uma pessoa necessita da força de atrito em seus pés para se deslocar sobre uma superfície. Logo, uma pessoa que sobe uma rampa em linha reta será auxiliada pela força de atrito exercida pelo chão em seus pés. Em relação ao movimento dessa pessoa, quais são a direção e o sentido da força de atrito mencionada no texto?
- A) Perpendicular ao plano e no mesmo sentido do movimento.
- B) Paralelo ao plano e no sentido contrário ao movimento.
- C) Paralelo ao plano e no mesmo sentido do movimento.
- D) Horizontal e no mesmo sentido do movimento.
- E) Vertical e sentido para cima.
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Gabarito oficial: C. A pegadinha clássica: o atrito sempre se opõe ao deslizamento relativo — e, ao andar, nosso pé empurra o chão para trás. O chão, pela 3ª lei, reage empurrando o pé para frente. Ou seja, a força de atrito que o chão exerce sobre a pessoa é paralela ao plano (o atrito é sempre tangente à superfície de contato) e no mesmo sentido do movimento — é ela que nos impulsiona rampa acima. A alternativa B descreve o atrito sobre um corpo que desliza para frente (como um bloco sendo arrastado); A erra a direção (perpendicular ao plano é a força normal, não o atrito); D e E confundem a direção do atrito com a horizontal e a vertical, que só coincidiriam com o plano se a rampa fosse plana e horizontal.
Questão 4 — A esfera no ponto mais alto: velocidade zero, aceleração não
Fonte: ENEM 2023 — Ciências da Natureza (2º dia), questão 100 (caderno azul)
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.
| Grandeza cinemática | Módulo | Sentido |
|---|---|---|
| Velocidade | v ≠ 0 | Para cima / Para baixo |
| Velocidade | v = 0 | Indefinido* |
| Aceleração | a ≠ 0 | Para cima / Para baixo |
| Aceleração | 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 = 0 e a ≠ 0 para cima.
- B) v ≠ 0 para cima e a = 0.
- C) v = 0 e a ≠ 0 para baixo.
- D) v ≠ 0 para cima e a ≠ 0 para cima.
- E) v ≠ 0 para baixo e a ≠ 0 para baixo.
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Gabarito oficial: C. No ponto mais alto a esfera para instantaneamente antes de cair: v = 0. Mas ela não fica parada — a gravidade continua agindo o tempo todo, então a aceleração é a da gravidade, diferente de zero e apontando para baixo. O erro mais comum é achar que “velocidade zero” implica “aceleração zero” (alternativa B): a aceleração mede a variação da velocidade, e é justamente ela que faz a velocidade passar de positiva (subida) para negativa (descida) — no instante da virada, a velocidade é zero, mas a aceleração continua valendo g, para baixo. As alternativas D e E erram o módulo da velocidade no ponto mais alto, e A erra o sentido da aceleração.
Questão 5 — Polias na academia: a polia móvel divide a força
Fonte: ENEM 2023 — Ciências da Natureza (2º dia), questão 109 (caderno azul)
Uma academia decide trocar gradualmente seus aparelhos de musculação. Agora, os frequentadores que utilizam os aparelhos do tipo 1 podem também utilizar os aparelhos do tipo 2, representados na figura, para elevar cargas correspondentes às massas M1 e M2, com velocidade constante. A fim de que o exercício seja realizado com a mesma força F, os usuários devem ser orientados a respeito da relação entre as cargas nos dois tipos de aparelhos, já que as polias fixas apenas mudam a direção das forças, enquanto a polia móvel divide as forças.
Em ambos os aparelhos, considere as cordas inextensíveis, as massas das polias e das cordas desprezíveis e que não há dissipação de energia.
Para essa academia, qual deve ser a razão M2/M1 informada aos usuários?
- A) 1/4
- B) 1/2
- C) 1
- D) 2
- E) 4
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Gabarito oficial: D. Como a carga sobe com velocidade constante, a força resultante é nula (1ª lei): a força aplicada equilibra o peso. No aparelho do tipo 1, só há polias fixas, que apenas mudam a direção da força — então F = P1 = M1·g. No aparelho do tipo 2, há uma polia móvel, que divide a força por 2: F = P2/2 = M2·g/2. Igualando as duas expressões para a mesma força F: M1·g = M2·g/2, ou seja, M2 = 2·M1 e M2/M1 = 2. Na prática: com a polia móvel, o aluno levanta o dobro da carga com o mesmo esforço.
Questão 6 — A carga no caminhão: aceleração e frenagem
Fonte: ENEM 2023 — Ciências da Natureza (2º dia), questão 114 (caderno azul)
Uma equipe de segurança do transporte de uma empresa avalia o comportamento das tensões que aparecem em duas cordas, 1 e 2, usadas para prender uma carga de massa M = 200 kg na carroceria, conforme a ilustração. Quando o caminhão parte do repouso, sua aceleração é constante e igual a 3 m/s² e, quando ele é freado bruscamente, sua frenagem é constante e igual a 5 m/s². Em ambas as situações, a carga encontra-se na iminência de movimento, e o sentido do movimento do caminhão está indicado na figura. O coeficiente de atrito estático entre a caixa e o assoalho da carroceria é igual a 0,2. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s², as tensões iniciais nas cordas iguais a zero e as duas cordas ideais.
Nas situações de aceleração e frenagem do caminhão, as tensões nas cordas 1 e 2, em newton, serão
- A) aceleração: T1 = 0 e T2 = 200; frenagem: T1 = 600 e T2 = 0.
- B) aceleração: T1 = 0 e T2 = 200; frenagem: T1 = 1 400 e T2 = 0.
- C) aceleração: T1 = 0 e T2 = 600; frenagem: T1 = 600 e T2 = 0.
- D) aceleração: T1 = 560 e T2 = 0; frenagem: T1 = 0 e T2 = 960.
- E) aceleração: T1 = 640 e T2 = 0; frenagem: T1 = 0 e T2 = 1 040.
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Gabarito oficial: A. Pela 2ª lei, a força resultante sobre a carga é F = m·a. O atrito estático máximo vale Fat,máx = μ·N = 0,2 × 200 × 10 = 400 N. Na aceleração (3 m/s² para a direita): a carga precisa de F = 200 × 3 = 600 N para a direita. Por inércia, ela tende a ficar para trás, então o atrito age para a direita, ajudando com 400 N; faltam 200 N, que a corda 2 (a da frente, que segura a carga quando ela vai para trás) completa: T2 = 200 N e T1 = 0 (a corda 1 fica frouxa). Na frenagem (5 m/s²): a carga precisa de F = 200 × 5 = 1 000 N para a esquerda. Agora ela tende a ir para a frente, e o atrito (máximo de 400 N) age para a esquerda; faltam 600 N, que a corda 1 completa: T1 = 600 N e T2 = 0. A alternativa B erra a frenagem (1 400 N seria a soma de 1 000 + 400, como se o atrito atrapalhasse em vez de ajudar); C supõe T2 = 600 N na aceleração, ignorando os 400 N do atrito; D e E invertem quais cordas trabalham em cada situação.
Questão 7 — O cosmonauta e a bomba: ação e reação no espaço
Fonte: ENEM 2014 PPL — Ciências da Natureza
Durante um reparo na estação espacial internacional, um cosmonauta, de massa 90 kg, substitui uma bomba do sistema de refrigeração, de massa 360 kg, que estava danificada. Inicialmente, o cosmonauta e a bomba estão em repouso em relação à estação. Quando ele empurra a bomba para o espaço, ele é empurrado no sentido oposto. Nesse processo, a bomba adquire uma velocidade de 0,2 m/s em relação à estação.
Qual é o valor da velocidade escalar adquirida pelo cosmonauta, em relação à estação, após o empurrão?
- A) 0,05 m/s
- B) 0,20 m/s
- C) 0,40 m/s
- D) 0,50 m/s
- E) 0,80 m/s
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Gabarito oficial: E. É a 3ª lei de Newton em ação: ao empurrar a bomba, o cosmonauta recebe uma força de reação igual e oposta. Como não há forças externas (o sistema está isolado), a quantidade de movimento total se conserva: o impulso dado à bomba é igual ao impulso recebido pelo cosmonauta. Em módulo: mcosmonauta·vcosmonauta = mbomba·vbomba, ou seja, 90·v = 360 × 0,2 = 72, logo v = 72/90 = 0,8 m/s. A bomba é 4 vezes mais pesada, então o cosmonauta, 4 vezes mais leve, sai com velocidade 4 vezes maior (0,2 × 4 = 0,8 m/s). A alternativa B confunde e dá ao cosmonauta a mesma velocidade da bomba, ignorando a diferença de massas.
Questão 8 — O piloto que apanhou um projétil no ar
Fonte: ENEM 2013 PPL — Ciências da Natureza
Conta-se que um curioso incidente aconteceu durante a Primeira Guerra Mundial. Quando voava a uma altitude de dois mil metros, um piloto francês viu o que acreditava ser uma mosca parada perto de sua face. Apanhando-a rapidamente, ficou surpreso ao verificar que se tratava de um projétil alemão.
PERELMAN, J. Aprenda física brincando. São Paulo: Hemus, 1970.
O piloto consegue apanhar o projétil, pois
- A) ele foi disparado em direção ao avião francês, freado pelo ar e parou justamente na frente do piloto.
- B) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade visivelmente superior.
- C) ele foi disparado para cima com velocidade constante, no instante em que o avião francês passou.
- D) o avião se movia no sentido oposto ao dele, com velocidade de mesmo valor.
- E) o avião se movia no mesmo sentido que o dele, com velocidade de mesmo valor.
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Gabarito oficial: E. O truque é a velocidade relativa: o que importa é a velocidade do projétil em relação ao piloto. Se os dois se movem no mesmo sentido e com o mesmo valor de velocidade, a velocidade relativa entre eles é zero — o projétil parece parado ao lado do piloto, como uma mosca pousada no ar, e pode ser apanhado com a mão. É a mesma ideia da 1ª lei: sem força resultante mudando o movimento relativo, o projétil mantém sua velocidade. A alternativa D daria velocidade relativa igual ao dobro (eles se aproximariam rapidíssimo); B daria uma velocidade relativa diferente de zero, e o projétil passaria voando; A e C inventam uma parada no ar que a física não sustenta nessas condições.
Questão 9 — A frenagem do trem: quanto muda a aceleração?
Fonte: ENEM 2013 PPL — Ciências da Natureza
O trem de passageiros da Estrada de Ferro Vitória-Minas (EFVM), que circula diariamente entre a cidade de Cariacica, na Grande Vitória, e a capital mineira Belo Horizonte, está utilizando uma nova tecnologia de frenagem eletrônica. Com a tecnologia anterior, era preciso iniciar a frenagem cerca de 400 metros antes da estação. Atualmente, essa distância caiu para 250 metros, o que proporciona redução no tempo de viagem.
Considerando uma velocidade de 72 km/h, qual o módulo da diferença entre as acelerações de frenagem depois e antes da adoção dessa tecnologia?
- A) 0,08 m/s²
- B) 0,30 m/s²
- C) 1,10 m/s²
- D) 1,60 m/s²
- E) 3,90 m/s²
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Gabarito oficial: B. Primeiro converta a velocidade: 72 km/h = 20 m/s. Pela equação de Torricelli (v² = v0² + 2·a·Δs), com velocidade final zero: antes, 0 = 20² + 2·a·400 → a = −400/800 = −0,5 m/s² (módulo 0,5 m/s²). Depois, 0 = 20² + 2·a·250 → a = −400/500 = −0,8 m/s² (módulo 0,8 m/s²). A diferença dos módulos é 0,8 − 0,5 = 0,30 m/s². Pela 2ª lei, isso significa que a nova tecnologia aplica uma força resultante de frenagem maior sobre o mesmo trem — por isso ele para em menos espaço. A alternativa A (0,08) sai de uma conta errada com km/h sem converter; C (1,10) é a soma das acelerações em vez da diferença.
Questão 10 — Calvin no balanço: que força o chão faz sobre ele?
Fonte: ENEM 2024 — Ciências da Natureza (2º dia), questão 121 (caderno azul)
Na tirinha, Calvin se divertia em um balanço antes de soltar-se dele e cair ao chão. Em sua fala, ele demonstra ter imaginado que permaneceria em movimento circular. Porém, a força gravitacional, que permanece atuando no garoto, modifica a direção de sua velocidade, fazendo com que ele chegue ao chão da maneira ilustrada no último quadrinho.
Qual vetor representa a força resultante exercida pelo chão sobre Calvin no exato momento em que ele toca o chão?
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Gabarito oficial: A. O segredo está em ler a tirinha com atenção: no primeiro quadrinho, Calvin está no ponto mais alto da oscilação para trás (à esquerda) quando se solta — então, ao tocar o chão, sua velocidade tem componente vertical para baixo e componente horizontal para a esquerda. O chão exerce duas forças sobre ele: a força normal, perpendicular ao solo, para cima (é ela que segura o impacto vertical), e a força de atrito, que se opõe ao deslizamento para a esquerda e aponta para a direita. A soma vetorial das duas — para cima + para a direita — é um vetor diagonal que aponta para cima e para a direita (alternativa A). A alternativa B mostra o sentido do movimento, não uma força do chão; C seria certa se o movimento horizontal fosse para a direita; D considera só a normal, ignorando o atrito; E considera só o atrito, ignorando a normal.
Gostou da bateria? As Leis de Newton voltam em outras formas na prova — plano inclinado, elevador, força centrípeta — então vale refazer estas 10 questões sem olhar o gabarito e conferir onde você errou. Amanhã tem mais uma matéria no Questões Resolvidas.
