Questão de Física · INEP ENEM 2025 (nº 126)

O princípio da independência dos movimentos diz que podemos tratar cada direção (Leste-Oeste, Norte-Sul e vertical) separadamente: o avião precisa de uma velocidade própria que, somada à velocidade do vento, resulte exatamente na velocidade necessária para chegar ao destino no tempo dado.

Primeiro, a velocidade resultante exigida: em 6 min = 0,1 h, o avião deve deslocar 20 km a Leste, 20 km a Norte e 1 km para cima. Logo:

• Leste: $20/0{,}1 = 200$ km/h
• Norte: $20/0{,}1 = 200$ km/h
• Vertical: $1/0{,}1 = 10$ km/h para cima

O vento tem componentes: 30 km/h Leste, 20 km/h Sul (ou seja, −20 km/h Norte) e 1 km/h para baixo (−1 km/h vertical).

Como $\vec{v}_{resultante} = \vec{v}_{avião} + \vec{v}_{vento}$, temos $\vec{v}_{avião} = \vec{v}_{resultante} - \vec{v}_{vento}$:

• Leste: $200 - 30 = 170$ km/h

• Norte: $200 - (-20) = 220$ km/h

• Vertical: $10 - (-1) = 11$ km/h para cima

• (A) Incorreta: soma o vento em vez de subtrair (200 + 30 = 230) e erra os sinais de Norte e vertical.

• (B) Incorreta: repete o erro de somar o vento a Leste (230) e ainda inverte o sentido do vento Sul.

• (C) Incorreta: inverte o sentido a Leste (200 Oeste) e não desconta corretamente as componentes do vento.

• (D) Correta: aplica corretamente $\vec{v}_{avião} = \vec{v}_{resultante} - \vec{v}_{vento}$: 170 km/h Leste, 220 km/h Norte e 11 km/h para cima.

• (E) Incorreta: acerta Leste (170) e vertical (11), mas erra o Norte ao subtrair o vento no sentido errado (200 − 20 = 180 em vez de 200 + 20 = 220).

A pegadinha do distrator (E): ele é o mais tentador porque o aluno acerta duas das três componentes e só escorrega no sinal do vento Sul. O vento sopra para Sul, ou seja, empurra o avião para o lado oposto ao Norte; para compensar, o piloto precisa voar mais para o Norte, não menos. Quem subtrai 20 de 200 esquece que o vento Sul é um obstáculo a ser vencido, não uma ajuda — por isso o valor correto é 220 km/h para Norte.