O que é uma partícula livre? Qual o movimento descrito por uma partícula livre?

Passo 1

O enunciado pergunta o que é uma partícula livre e qual movimento ela descreve. Isso cai em Mecânica Clássica, especificamente no que diz respeito à Segunda Lei de Newton e ao conceito de força nula.

Passo 2

Chama-se partícula livre aquela sobre a qual não atuam forças externas. Em termos de energia, equivale a dizer que o potencial é constante (ou zero), logo
\mathbf{F}_{\text{ext}} = \mathbf{0}.

Passo 3

Pela Segunda Lei de Newton, vale
\mathbf{F}_{\text{ext}} = m\,\mathbf{a}.
Como \mathbf{F}_{\text{ext}}=\mathbf{0}, segue que
m\,\mathbf{a} = \mathbf{0} \quad\Longrightarrow\quad \mathbf{a} = \mathbf{0}.

Passo 4

Se a aceleração \mathbf{a} é zero, a velocidade \mathbf{v} é constante. Então a partícula mantém seu vetor velocidade sem mudar de módulo nem de direção.

Resposta

Uma partícula livre é aquela sem forças externas agindo sobre ela \mathbf{F}=0. Seu movimento é uniforme e retilíneo, isto é, velocidade constante ao longo de uma linha reta.

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