Uma partícula de massa m = 2   k g move-se ao longo do eixo x sob a ação de uma força conservativa F ( x ) em uma região onde a energia potencial U ( x ) varia conforme o gráfico apresentado na figura 2.28 .

c) Determine a energia cinética da partícula em x = 12   m ;

Passo 1

Fala, galera! Vamos resolver essa questão!

O enunciado nos deu uma partícula de massa m = 2   k g , que se move na direção x por meio da força F x . A partir disso, temos o gráfico de U ( x ) :

Nós vamos precisar determinar a energia cinética K ( x ) da partícula para x = 12   m . Para isso, vamos usar a informação do item (b), que nos deu a energia mecânica total E T = 5   J e as informações do gráfico para fazer o balanço de energia da partícula.

Vamos lá!

Passo 2

Nós sabemos que a energia mecânica E m e c tem um valor constante dado por E m e c = 5   J e que ela pode ser escrita conforme a equação:

E m e c = U x + K ( x )

Ondea energia potencial U ( x ) e a energia cinética K ( x ) são funções da posição x da partícula.

Observando o gráfico, nós percebemos que para x = 12   m , a energia potencial U ( x ) da partícula se mantém constante em U = 2   J . Sendo assim, pelo princípio da conservação de energia, temos:

5   J = 2   J + K ( x )

K x = 3   J

Valeu, galera! Até a próxima! 😉

Resposta

K x = 3   J

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