Assinale a alternativa correta.
(A) Um sistema mecânico de partículas tende sempre ao máximo da energia potencial.
(B) A Energia potencial de uma partícula pode ser positiva ou negativa mas a energia cinética não.
© A Energia potencial de uma partícula é sempre negativa e a energia cinética é sempre positiva.
(D) O trabalho realizado de uma força sobre uma partícula pode sempre ser calculado pela diferença entre a energia potencial inicial e a energia cinética final.
(E) Sempre que a energia se conserva, a energia cinética permanece constante.
(A) Um sistema mecânico de partículas tende sempre ao máximo da energia potencial.
(B) A Energia potencial de uma partícula pode ser positiva ou negativa mas a energia cinética não.
© A Energia potencial de uma partícula é sempre negativa e a energia cinética é sempre positiva.
(D) O trabalho realizado de uma força sobre uma partícula pode sempre ser calculado pela diferença entre a energia potencial inicial e a energia cinética final.
(E) Sempre que a energia se conserva, a energia cinética permanece constante.
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão de física sobre energia! O enunciado pede para assinalar a alternativa correta relacionada a conceitos de energia potencial, energia cinética, trabalho e conservação de energia. Para resolver, vamos precisar entender o que cada tipo de energia representa e como elas interagem em um sistema mecânico.
Passo 2
Vamos analisar a alternativa A: “Um sistema mecânico de partículas tende sempre ao máximo da energia potencial.”
Primeiro, é importante saber que em sistemas mecânicos, a energia potencial geralmente está associada à posição das partículas no campo de forças (como gravitacional ou elástico). No entanto, os sistemas tendem a movimentar-se para minimizar a energia potencial, não para maximizar. Por exemplo, uma bola rolando para o fundo de um vale está diminuindo sua energia potencial.
Então, a alternativa A está errada.
Passo 3
Agora, vamos para a alternativa B: “A Energia potencial de uma partícula pode ser positiva ou negativa, mas a energia cinética não.”
A energia potencial realmente pode ser positiva ou negativa, dependendo do referencial escolhido. Por exemplo, na gravidade, podemos definir o potencial zero em algum ponto de referência, e valores abaixo desse ponto seriam negativos.
Já a energia cinética é sempre positiva ou zero, já que é calculada como $ \frac{1}{2}mv^2 $ e tanto a massa $ m $ quanto a velocidade $ v $ ao quadrado são sempre positivas ou nulas.
Portanto, a alternativa B está correta.
Passo 4
Vamos verificar a alternativa C: “A Energia potencial de uma partícula é sempre negativa e a energia cinética é sempre positiva.”
Como vimos anteriormente, a energia potencial pode ser positiva ou negativa, dependendo do referencial. Portanto, afirmar que ela é “sempre negativa” está incorreto. A energia cinética, contudo, é sempre positiva ou zero.
Assim, a alternativa C está errada.
Passo 5
Agora, a alternativa D: “O trabalho realizado de uma força sobre uma partícula pode sempre ser calculado pela diferença entre a energia potencial inicial e a energia cinética final.”
O trabalho realizado por uma força conservativa é igual à variação da energia potencial, ou seja, $ W = U_{inicial} - U_{final} $. A relação direta com a energia cinética depende do princípio da conservação de energia, onde a variação da energia cinética é igual ao trabalho realizado pelas forças.
Portanto, a formulação na alternativa D está incompleta e pode levar a equívocos.
Passo 6
Finalmente, a alternativa E: “Sempre que a energia se conserva, a energia cinética permanece constante.”
Quando a energia total se conserva, a energia cinética e a potencial podem variar, mas a soma delas permanece constante. Ou seja, se a energia cinética aumenta, a energia potencial diminui, e vice-versa, mantendo a energia total inalterada.
Logo, a energia cinética não necessariamente permanece constante quando a energia total se conserva.
Portanto, a alternativa E está errada.
Resposta
A alternativa correta é a B.