Exercícios Resolvidos de Força, Energia Potencial e Deslocamento

Origem do Exercício

Considere que um corpo percorrendo uma trajetória retilínea no sentido positivo do eixo x , cuja energia potencial em função de x é mostrada na figura 1 abaixo, tenha, em x = 0 , energia cinética igual a 8   J .

O ponto de retorno do corpo se encontra no intervalo:

  1. 6   m < x < 7   m
  2. 8   m < x < 9   m
  3. 4   m < x < 5   m
  4. 7   m < x < 8   m
  5. 2   m < x < 4   m
  6. 5   m < x < 6   m

Passo 1

O ponto de retorno é o ponto onde o corpo possui apenas energia potencial e nenhuma cinética (onde a energia total coincide com a curva da energia potencial, fazendo o corpo ter velocidade zero logo antes de mudar o sentido da sua velocidade).

Em x = 0 a energia cinética do corpo é E c i n = 8   J e, pelo gráfico, a energia potencial é E p o t = 10   J . A energia total então é:

E t o t = E c i n + E p o t = 8 + 10 = 18   J

No gráfico, cada unidade no eixo vertical corresponde a 2,5   J ( Observe que do 10   J ao 20   J tem 4 unidades, o que dá 10 J / 4 = 2,5   J cada unidade ).

Ou seja, a nossa energia cinética está próxima de 17,5   J no gráfico. Rebatendo na curva de energia potencial, o ponto de retorno está no intervalo:

8   m < x < 9   m

Que corresponde à letra (b)

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Resposta

Letra (b)

b )     8   m < x < 9   m

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