Entendendo a Força na Física: Teoria, Exemplos e Aplicações no ENEM

Imagine que você está tentando empurrar um carro enguiçado. Você aplica força, mas ele não se move de imediato. Mais força, e ele começa a se deslocar. Agora imagine a mesma situação, mas em gravidade zero — o carro se moveria com um pequeno empurrão. O que mudou?

O conceito de força está no centro dessa questão. Ele é um dos pilares da Física e, mais especificamente, da Mecânica, que estuda os movimentos e as causas desses movimentos. Entender o que é força, como ela age e como se manifesta é essencial não apenas para a prova do ENEM, mas para compreender o mundo físico ao nosso redor.

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O Que é Força?

Na Física, força é toda ação capaz de alterar o estado de repouso ou movimento de um corpo. Ela pode acelerar, desacelerar, deformar ou mudar a direção de um objeto.

Matematicamente, a força é representada por uma grandeza vetorial, ou seja, precisa de:

• Módulo (intensidade): o “tamanho” da força;

• Direção: linha sobre a qual ela atua (horizontal, vertical, inclinada...);

• Sentido: orientação da direção (para cima, para a direita, etc.).

A unidade de força no Sistema Internacional é o Newton (N).

1 N = 1 kg·m/s²

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As Três Leis de Newton

Sir Isaac Newton formulou as bases da dinâmica em três leis que descrevem como os corpos se movem ou permanecem em repouso sob a ação de forças.

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1. Primeira Lei de Newton – Lei da Inércia

"Um corpo em repouso tende a permanecer em repouso, e um corpo em movimento tende a permanecer em movimento retilíneo uniforme, a menos que uma força externa atue sobre ele."

A inércia está ligada à massa do corpo. Quanto maior a massa, maior sua resistência à mudança de movimento.

🔎 Exemplo ENEM:
Um ônibus freia bruscamente, e os passageiros são lançados para frente. Isso acontece porque seus corpos, em movimento, tendem a continuar se movendo — a força de atrito e o cinto de segurança são os responsáveis por desacelerar seus corpos.

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2. Segunda Lei de Newton – Princípio Fundamental da Dinâmica

"A força resultante aplicada a um corpo é igual ao produto da sua massa pela aceleração adquirida."

$$F_{resultante} = m \cdot a$$

Essa é uma das fórmulas mais usadas em Física.

• $F$: força resultante (N)

• $m$: massa do corpo (kg)

• $a$: aceleração (m/s²)

🔎 Exemplo numérico:
Um corpo de 5 kg sofre uma aceleração de 2 m/s². Qual a força aplicada?

$$F = 5 \cdot 2 = 10 \, \text{N}$$

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3. Terceira Lei de Newton – Ação e Reação

"Para toda força de ação, existe uma força de reação de mesma intensidade, mesma direção, porém sentido oposto."

Essas forças nunca se anulam, pois atuam em corpos diferentes.

🔎 Exemplo prático:
Quando você anda, seus pés empurram o chão para trás (ação), e o chão empurra você para frente (reação). É essa força que te impulsiona.

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Tipos de Força mais Comuns

1. Força Peso (P)

É a força que a Terra exerce sobre um corpo, puxando-o em direção ao centro do planeta.

$$P = m \cdot g$$

• $g$: aceleração da gravidade (aprox. 9,8 m/s² na Terra)

🔎 Exemplo:
Um corpo de 60 kg tem peso:

$$P = 60 \cdot 9{,}8 = 588 \, \text{N}$$

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2. Força Normal (N)

É a força que uma superfície exerce perpendicularmente sobre um corpo apoiado nela. Em situações sem inclinação ou aceleração vertical, N = P.

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3. Força de Atrito (f)

Ocorre entre superfícies em contato. O atrito resiste ao movimento.

• Atrito estático impede o início do movimento;

• Atrito cinético atua quando o objeto já está em movimento.

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4. Força de Tensão (T)

Presente em cabos e cordas, normalmente tracionando objetos.
Muito usada em sistemas de polias, blocos pendurados e situações de equilíbrio.

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Aplicações no ENEM

No ENEM, as questões de força aparecem com frequência, normalmente em contextos reais, como:

• Trânsito: colisões, freadas, segurança veicular;

• Esportes: impulsos, lançamentos, equilíbrio;

• Construção civil: forças aplicadas em estruturas;

• Astronomia e satélites: força gravitacional, lançamento de foguetes;

• Dia a dia: puxar objetos, empurrar portas, carregar mochilas.

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Dica Visual: Diagrama de Forças

Sempre que possível, desenhe as forças atuando sobre o objeto. Use vetores com setas para representar:

• Peso (para baixo)

• Normal (para cima)

• Atrito (contra o movimento)

• Tensão ou força aplicada

Isso facilita muito a análise e evita erros.

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Resumo

Tipo de Força	Fórmula	Direção
Peso	$P = m \cdot g$	Para baixo
Normal	Depende do caso	Perpendicular à superfície
Atrito	$f = \mu \cdot N$	Contra o movimento
Tensão	Depende do sistema	Ao longo da corda

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1. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Um bloco de 5 kg está sobre uma superfície sem atrito e recebe uma força constante de 15 N. Qual é a aceleração do bloco?

Passo a passo:
Superfície sem atrito: ignore forças de resistência.

Aplicando a 2ª Lei de Newton:

$$a = \frac{F}{m} = \frac{15}{5} = 3 \, \text{m/s}^2$$

✅ Resposta: A aceleração é 3 m/s².

Macete:
- Sem atrito? Só dividir a força pela massa!
- Sempre confira as unidades: força em Newton (N), massa em quilogramas (kg)!

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2. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Uma pessoa puxa uma caixa de 4 kg aplicando uma força de 20 N, mas há um atrito de 8 N. Qual é a aceleração da caixa?

Passo a passo:
Força resultante:

$$F_r = F_{aplicada} - f = 20 - 8 = 12 \, \text{N}$$

Agora a aceleração:

$$a = \frac{F_r}{m} = \frac{12}{4} = 3 \, \text{m/s}^2$$

✅ Resposta: A aceleração é 3 m/s².

Macete:
- "Atrito sempre atrapalha o movimento", então subtraia!

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3. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Um elevador de massa 500 kg sobe com aceleração de 2 m/s². Qual a força total que o motor precisa exercer para fazer o elevador subir?

Passo a passo:
Aqui temos que vencer o peso e ainda acelerar:

Força peso:

$$P = m \cdot g = 500 \cdot 10 = 5000 \, \text{N}$$

Força necessária para acelerar:

$$F_a = m \cdot a = 500 \cdot 2 = 1000 \, \text{N}$$

Força total:

$$F_{motor} = P + F_a = 5000 + 1000 = 6000 \, \text{N}$$

✅ Resposta: Força do motor é 6000 N.

Dica esperta:
- Se subir acelerando, o motor precisa vencer o peso e fornecer a força da aceleração!

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4. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Um carro de 800 kg freia com uma força de atrito de 4000 N. Qual a aceleração de frenagem do carro?

Passo a passo:
Como o carro está freando, a aceleração será negativa (desaceleração).

$$a = \frac{F}{m} = \frac{4000}{800} = 5 \, \text{m/s}^2$$

Logo:

$$a = -5 \, \text{m/s}^2$$

✅ Resposta: A aceleração é -5 m/s².

Macete:
- Aceleração negativa = objeto está desacelerando.

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5. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Um objeto de 10 kg está suspenso por uma corda. Qual é a tensão na corda, considerando o objeto em equilíbrio?

Passo a passo:
Se está em equilíbrio, a tensão é igual ao peso:

$$T = P = m \cdot g = 10 \cdot 10 = 100 \, \text{N}$$

✅ Resposta: Tensão é 100 N.

Macete:
- Objeto parado = Tensão igual ao peso!

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6. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Uma caixa de 6 kg é puxada para cima em um plano inclinado (30°) com aceleração de 2 m/s². Desprezando o atrito, qual é a força necessária?

Passo a passo:
Componente do peso na rampa:

$$P_x = m \cdot g \cdot \sin(30^\circ) = 6 \cdot 10 \cdot 0.5 = 30 \, \text{N}$$

Força para acelerar:

$$F_a = m \cdot a = 6 \cdot 2 = 12 \, \text{N}$$

Força total:

$$F_{total} = P_x + F_a = 30 + 12 = 42 \, \text{N}$$

✅ Resposta: Força necessária é 42 N.

Macete:
- Em rampa: peso "se divide" (usa seno e cosseno)!

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7. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Uma força de 25 N faz um bloco de 5 kg se mover com aceleração constante. Qual é a força de atrito, se a aceleração é 3 m/s²?

Passo a passo:
1º: Calcula a força resultante:

$$F_r = m \cdot a = 5 \cdot 3 = 15 \, \text{N}$$

2º: Agora, força de atrito:

$$f = F_{aplicada} - F_r = 25 - 15 = 10 \, \text{N}$$

✅ Resposta: Força de atrito é 10 N.

Macete:
- Sempre use o "caminho inverso" para achar forças ocultas (atrito, resistência etc.).

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8. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Dois blocos (2 kg e 3 kg) estão amarrados por uma corda e puxados por uma força de 20 N. Considerando que o sistema se move sem atrito, qual é a aceleração?

Passo a passo:
Massa total:

$$m_{total} = 2 + 3 = 5 \, \text{kg}$$

Aceleração:

$$a = \frac{F}{m_{total}} = \frac{20}{5} = 4 \, \text{m/s}^2$$

✅ Resposta: A aceleração é 4 m/s².

Macete:
- Sistema conectado = massas somadas!

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9. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Um corpo de 2 kg é lançado horizontalmente e sofre uma força de atrito constante de 4 N. Qual será a aceleração?

Passo a passo:
Atrito é a única força horizontal:

$$a = \frac{f}{m} = \frac{4}{2} = 2 \, \text{m/s}^2$$

Como o atrito é contrário:

$$a = -2 \, \text{m/s}^2$$

✅ Resposta: A aceleração é -2 m/s².

Macete:
- Atrito SEMPRE gera aceleração negativa.

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10. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Um foguete de 2000 kg precisa de uma aceleração inicial de 5 m/s² para decolar. Qual a força mínima necessária, desconsiderando o atrito do ar?

Passo a passo:
Força peso:

$$P = m \cdot g = 2000 \cdot 10 = 20000 \, \text{N}$$

Força para acelerar:

$$F_a = m \cdot a = 2000 \cdot 5 = 10000 \, \text{N}$$

Força total:

$$F_{total} = P + F_a = 20000 + 10000 = 30000 \, \text{N}$$

✅ Resposta: Força mínima necessária é 30000 N.

Macete:
- Lançamento vertical: vencer o peso + dar aceleração extra!

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11. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Um trenó de 15 kg é puxado por uma força de 40 N numa superfície inclinada a 20° com o plano horizontal. Sabendo que o coeficiente de atrito cinético é 0,2, determine a aceleração do trenó.

Passo a passo:
Componentes da força peso:

$$P_x = m \cdot g \cdot \sin(20^\circ)$$ $$P_x = 15 \cdot 10 \cdot 0,342 = 51,3 \, \text{N}$$

Normal:

$$N = m \cdot g \cdot \cos(20^\circ)$$ $$N = 15 \cdot 10 \cdot 0,939 = 140,85 \, \text{N}$$

Força de atrito:

$$f = \mu \cdot N = 0,2 \cdot 140,85 = 28,17 \, \text{N}$$

Agora a força resultante:

$$F_r = F_{aplicada} - (P_x + f) = 40 - (51,3 + 28,17) = -39,47 \, \text{N}$$

O valor negativo indica que o trenó tende a descer a rampa!

Aceleração:

$$a = \frac{F_r}{m} = \frac{-39,47}{15} \approx -2,63 \, \text{m/s}^2$$

✅ Resposta: A aceleração é aproximadamente -2,63 m/s² (descendo a rampa).

Macete:
- Inclinação? Peso "escorrega" (seno) e peso "aperta" (cosseno)!
- Atenção no sinal: se a força aplicada não for suficiente, o movimento será para baixo!

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12. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Uma pessoa empurra uma caixa de 12 kg sobre um piso horizontal, aplicando uma força de 50 N, formando um ângulo de 30° com a horizontal. O coeficiente de atrito é 0,1. Determine a aceleração da caixa.

Passo a passo:
Componentes da força:

$$F_{horizontal} = F \cdot \cos(30^\circ) = 50 \cdot 0,866 = 43,3 \, \text{N}$$ $$F_{vertical} = F \cdot \sin(30^\circ) = 50 \cdot 0,5 = 25 \, \text{N}$$

Normal (reduzida porque o empurrão pressiona o chão):

$$N = m \cdot g + F_{vertical} = 12 \cdot 10 + 25 = 145 \, \text{N}$$

Atrito:

$$f = \mu \cdot N = 0,1 \cdot 145 = 14,5 \, \text{N}$$

Força resultante:

$$F_r = F_{horizontal} - f = 43,3 - 14,5 = 28,8 \, \text{N}$$

Aceleração:

$$a = \frac{F_r}{m} = \frac{28,8}{12} = 2,4 \, \text{m/s}^2$$

✅ Resposta: A aceleração é 2,4 m/s².

Macete:
- Força inclinada? Sempre decompõe!
- Se empurra para baixo, normal aumenta!

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13. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Dois blocos, A de 2 kg e B de 3 kg, estão ligados por um fio e puxados por uma força de 25 N em uma superfície horizontal sem atrito. Calcule a força de tração no fio.

Passo a passo:
Aceleração do conjunto:

$$m_{total} = 2 + 3 = 5 \, \text{kg}$$ $$a = \frac{25}{5} = 5 \, \text{m/s}^2$$

Agora analisando só o bloco A:

$$T = m_A \cdot a = 2 \cdot 5 = 10 \, \text{N}$$

✅ Resposta: A tração no fio é 10 N.

Macete:
- Quando o sistema é único, use massa total.
- Quando quer tração, analisa apenas um bloco.

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14. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Uma máquina eleva uma carga de 600 kg com velocidade constante. Qual é a potência desenvolvida pelo motor, sabendo que a velocidade é de 2 m/s?

Passo a passo:
Velocidade constante: força motor = peso.

$$P = F \cdot v$$ $$F = m \cdot g = 600 \cdot 10 = 6000 \, \text{N}$$ $$P = 6000 \cdot 2 = 12000 \, \text{W} = 12 \, \text{kW}$$

✅ Resposta: Potência é 12 kW.

Macete:
- Potência mecânica: força × velocidade (se velocidade constante)!

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15. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Um bloco de 8 kg é lançado com velocidade de 10 m/s sobre uma superfície com atrito de 0,25. Determine a distância percorrida até parar.

Passo a passo:
Aceleração:

$$a = \mu \cdot g = 0,25 \cdot 10 = 2,5 \, \text{m/s}^2$$

Usa Torricelli:

$$v^2 = v_0^2 + 2a\Delta s$$ $$0 = 10^2 + 2(-2,5)\Delta s$$ $$0 = 100 - 5\Delta s$$ $$\Delta s = 20 \, \text{m}$$

✅ Resposta: A distância é 20 m.

Macete:
- Freada = Torricelli! (sem tempo no problema).

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16. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Um corpo de 3 kg é puxado por uma força de 20 N num plano horizontal com atrito (f=5 N). Qual é a velocidade após 4 segundos, partindo do repouso?

Passo a passo:
Força resultante:

$$F_r = 20 - 5 = 15 \, \text{N}$$

Aceleração:

$$a = \frac{F_r}{m} = \frac{15}{3} = 5 \, \text{m/s}^2$$

Agora:

$$v = v_0 + at = 0 + 5 \cdot 4 = 20 \, \text{m/s}$$

✅ Resposta: Velocidade final é 20 m/s.

Macete:
- A partir do repouso: v = at.

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17. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Um objeto de 10 kg desce uma rampa de 45° sem atrito. Qual será sua velocidade após percorrer 5 metros?

Passo a passo:
Aceleração:

$$a = g \cdot \sin(45^\circ) = 10 \cdot 0,707 = 7,07 \, \text{m/s}^2$$

Usa Torricelli:

$$v^2 = v_0^2 + 2a\Delta s$$ $$v^2 = 0 + 2 \cdot 7,07 \cdot 5$$ $$v^2 = 70,7$$ $$v \approx 8,4 \, \text{m/s}$$

✅ Resposta: Velocidade é aproximadamente 8,4 m/s.

Macete:
- Em rampas sem atrito, sempre aparece o seno!

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18. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Uma força de 100 N é aplicada a um bloco de 20 kg em uma direção que forma 60° com a horizontal. Calcule a aceleração, sabendo que o piso é liso.

Passo a passo:
Somente a componente horizontal importa:

$$F_{horizontal} = F \cdot \cos(60^\circ) = 100 \cdot 0,5 = 50 \, \text{N}$$

Aceleração:

$$a = \frac{50}{20} = 2,5 \, \text{m/s}^2$$

✅ Resposta: A aceleração é 2,5 m/s².

Macete:
- Cuidado: força inclinada precisa ser decomposta!

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19. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Uma caixa de 10 kg está sendo levantada verticalmente por uma força de 120 N. Calcule a aceleração.

Passo a passo:
Força peso:

$$P = 10 \cdot 10 = 100 \, \text{N}$$

Força resultante:

$$F_r = 120 - 100 = 20 \, \text{N}$$

Aceleração:

$$a = \frac{F_r}{m} = \frac{20}{10} = 2 \, \text{m/s}^2$$

✅ Resposta: A aceleração é 2 m/s².

Macete:
- Se força > peso, o objeto sobe acelerando!

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20. Exercício Estilo ENEM

(ENEM - adaptado)
Uma pessoa puxa uma caixa de 5 kg com uma força de 30 N num piso com atrito (f=10 N). Após percorrer 8 metros, qual é o trabalho realizado pela força resultante?

Passo a passo:
Força resultante:

$$F_r = 30 - 10 = 20 \, \text{N}$$

Trabalho:

$$\tau = F_r \cdot d = 20 \cdot 8 = 160 \, \text{J}$$

✅ Resposta: Trabalho é 160 Joules.

Macete:
- Trabalho = força resultante × deslocamento.

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Simulado de Física – Dinâmica, Trabalho e Energia (10 questões)

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1. (ENEM - Simulado)

Uma caixa de 5 kg é puxada horizontalmente por uma força constante de 20 N. Sabendo que há uma força de atrito de 5 N contrária ao movimento, qual é a aceleração da caixa?

(A) 2,5 m/s²
(B) 3,0 m/s²
(C) 5,0 m/s²
(D) 4,0 m/s²
(E) 2,0 m/s²

Gabarito: (A)

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2. (ENEM - Simulado)

Um bloco de 10 kg está apoiado numa rampa inclinada a 30° com o horizontal. O coeficiente de atrito entre o bloco e a rampa é 0,1. Qual é a força de atrito que atua sobre o bloco?

(A) 50 N
(B) 8,7 N
(C) 5,0 N
(D) 87 N
(E) 10 N

Gabarito: (B)

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3. (ENEM - Simulado)

Um corpo de 2 kg é lançado horizontalmente com velocidade de 6 m/s sobre uma superfície com atrito. Sabendo que o coeficiente de atrito é 0,2, qual será a distância percorrida até parar?

(A) 3,0 m
(B) 6,0 m
(C) 9,0 m
(D) 4,5 m
(E) 5,0 m

Gabarito: (B)

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4. (ENEM - Simulado)

Uma máquina ergue uma carga de 400 kg com velocidade constante de 1,5 m/s. Qual é a potência desenvolvida pelo motor?

(A) 400 W
(B) 600 W
(C) 6000 W
(D) 60000 W
(E) 4000 W

Gabarito: (D)

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5. (ENEM - Simulado)

Dois blocos estão amarrados por uma corda ideal: o bloco A (3 kg) e o bloco B (2 kg). Eles são puxados por uma força de 25 N num plano horizontal sem atrito. Qual é a força de tração no fio que liga A a B?

(A) 10 N
(B) 12 N
(C) 15 N
(D) 18 N
(E) 20 N

Gabarito: (B)

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6. (ENEM - Simulado)

Uma esfera é lançada verticalmente para cima com velocidade inicial de 20 m/s. Considerando $g = 10\, m/s²$, qual é a altura máxima atingida?

(A) 20 m
(B) 30 m
(C) 40 m
(D) 50 m
(E) 60 m

Gabarito: (C)

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7. (ENEM - Simulado)

Uma força de 120 N é aplicada a um corpo de 30 kg num piso horizontal rugoso. Se a aceleração do corpo é de 2 m/s², qual é o módulo da força de atrito?

(A) 60 N
(B) 90 N
(C) 40 N
(D) 80 N
(E) 20 N

Gabarito: (B)

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8. (ENEM - Simulado)

Um bloco de 2 kg desce uma rampa sem atrito a partir do repouso. Após percorrer 8 metros, sua velocidade será:

(A) 4 m/s
(B) 8 m/s
(C) 10 m/s
(D) 12 m/s
(E) 6 m/s

Gabarito: (C)

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9. (ENEM - Simulado)

Uma pessoa aplica uma força constante de 50 N para deslocar uma caixa por 4 metros num piso horizontal. Sabendo que a força é paralela ao deslocamento, qual é o trabalho realizado pela pessoa?

(A) 150 J
(B) 200 J
(C) 300 J
(D) 250 J
(E) 400 J

Gabarito: (B)

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10. (ENEM - Simulado)

Uma força de 80 N é aplicada sobre um objeto de 10 kg inicialmente em repouso. Qual será sua velocidade após 3 segundos, desconsiderando o atrito?

(A) 16 m/s
(B) 20 m/s
(C) 18 m/s
(D) 24 m/s
(E) 12 m/s

Gabarito: (A)

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Conclusão

A força é um dos conceitos mais essenciais da Física e aparece em quase todos os assuntos, desde o movimento de planetas até uma simples caminhada. Dominar os conceitos de força e suas leis associadas é um passo crucial para o sucesso no ENEM.

Continue praticando com exercícios variados, desenhe os vetores de força e sempre analise com calma as situações apresentadas. Lembre-se: quem entende a força, entende a Física.