Questão 123 — ENEM 2025 BelémCaderno azul · 2º Dia

📋 Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Física → Hidrostática / Estática dos fluidos (diferença de pressão) e Mecânica (princípios de movimento)
• ⚡ Nível: M — exige reconhecer que o Hyperloop se move por DIFERENÇA DE PRESSÃO (fluido empurra o objeto do lado de maior para menor pressão), análoga à sucção por canudo.
• 🎯 Tema/Habilidade BNCC: Princípios físicos do movimento; competência 6 (processos físicos e tecnológicos).
• 🏆 Gabarito: B — revelado após resolução completa

🔎 Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual fenômeno físico explica o movimento do Hyperloop (cápsula empurrada por diferença de pressão em túnel com ar rarefeito)?"
• Palavras-chave decisivas: diferença de pressão entre a parte traseira e frontal; ar vai sendo extraído do túnel; cápsula sem atrito, sem resistência do ar.
• Armadilha típica: Cair em "foguete" (A) por parecer impulsão — mas foguete depende da terceira lei de Newton (ejeção de gases), e não de diferença de pressão ambiente. Ou em "submarino" (E), que envolve empuxo, não diferença de pressão em fluido.
• O que a resposta precisa demonstrar: que o aluno identifica o mecanismo de "sucção por gradiente de pressão", idêntico ao do canudo.

📚 Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Gradiente de pressão: fluido escoa espontaneamente da região de MAIOR para a de MENOR pressão.
• Canudo (sucção): ao diminuir a pressão na boca (sugar), a pressão atmosférica externa, maior, empurra o líquido para cima dentro do canudo. O líquido sobe porque existe diferença de pressão.
• Hyperloop: o ar é extraído à frente da cápsula → pressão frontal < pressão traseira → a pressão traseira empurra a cápsula para a frente. Mesma lógica do canudo.
• Foguete: impulsão por conservação de momento (3ª Lei de Newton) — não depende de pressão ambiente.
• Empuxo (submarino): força vertical de um fluido sobre um corpo imerso (Princípio de Arquimedes) — não é o caso.

🧭 Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "o ar vai sendo extraído do túnel" → gera zona de baixa pressão à frente da cápsula.
• Evidência 2: "diferença de pressão gerada entre a parte traseira e a frontal faz com que a cápsula com passageiros seja colocada em movimento" → o motor do movimento é o gradiente de pressão.
• Síntese: é o mesmo princípio que faz o líquido subir pelo canudo — o ar com pressão maior empurra o objeto para a região de menor pressão.

🧠 Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Mecanismo no Hyperloop Pressão traseira (maior, p_trás) empurra a cápsula em direção à pressão dianteira (menor, p_frente). Força resultante: F = (p_trás − p_frente) × A_cápsula → movimento no sentido da baixa pressão.

Subpasso 4.2 — Mecanismo no canudo Ao sugar, reduz-se a pressão sobre o líquido dentro do canudo (p_boca < p_atm). A pressão atmosférica sobre a superfície do líquido no copo (p_atm, maior) empurra o líquido para dentro do canudo, movendo-o para a boca. Força resultante no líquido = (p_atm − p_boca) × A_canudo.

Subpasso 4.3 — Comparação direta Em AMBOS os casos: um corpo (cápsula / coluna líquida) é empurrado pela diferença de pressão do fluido que o cerca, no sentido da ALTA para a BAIXA pressão. Mesmo princípio físico.

Subpasso 4.4 — Eliminação das demais

• (A) Foguete: impulso pela 3ª Lei de Newton (gás ejetado para trás → foguete para frente). Independe da pressão do meio.
• (C) Elétron entre placas de capacitor: força elétrica F = qE, eletrostática, não é pressão mecânica.
• (D) Próton em acelerador: força eletromagnética, não pressão de fluido.
• (E) Submarino emergindo: usa controle de densidade (empuxo de Arquimedes). Movimento vertical por diferença de pesos, não gradiente horizontal de pressão de fluido externo.

✅❌ Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) foguete subindo enquanto ejeta gases para baixo. ❌ Incorreta: princípio é a 3ª Lei de Newton (ação-reação da ejeção de gases), não diferença de pressão ambiente.

B) líquido sendo sugado pelo canudo do copo até a boca. ✅ Correta: o líquido se move por gradiente de pressão (p_atm > p_boca), exatamente como a cápsula do Hyperloop (p_trás > p_frente).

C) elétron abandonado entre as placas de um capacitor plano. ❌ Incorreta: o movimento é causado por CAMPO ELÉTRICO (F = qE), fenômeno eletrostático, não mecânico-fluido.

D) próton ganhando velocidade dentro de um acelerador de partículas. ❌ Incorreta: aceleração eletromagnética, não gradiente de pressão de fluido.

E) submarino emergindo conforme a água é extraída de seus tubos de lastro. ❌ Incorreta: movimento por EMPUXO (variação de densidade média do submarino). Princípio de Arquimedes, não gradiente de pressão no sentido do movimento.

🏆 Gabarito: B — o Hyperloop se move pelo MESMO princípio do canudo: diferença de pressão em um fluido empurra o objeto da região de maior para a de menor pressão.

🏁 Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: B — gradiente de pressão do fluido é o motor comum dos dois sistemas.
• Padrão de cobrança: ENEM cobra reconhecimento de princípios físicos comuns em tecnologias inovadoras (analogias de mecanismos).
• Generalização: sempre que um fluido apresentar regiões de pressão diferente, há uma força líquida empurrando corpos da zona de alta para a de baixa pressão — é o princípio por trás de bombas, ventosas, ventiladores e do Hyperloop.
• Dica de eliminação rápida: procure a opção em que haja FLUIDO e DIFERENÇA DE PRESSÃO mecânica — só a B atende; as demais envolvem ejeção de massa, campo elétrico ou empuxo.
• Conexões com outros temas: equação de Bernoulli, princípio de Pascal, tubo de Venturi, bombas de vácuo.