Exercícios Resolvidos de Força, Energia Potencial e Deslocamento

UFRJ – Física 1 – P2 – 2019.2 – Questão 3

Um corpo é submetido a uma força conservativa cuja energia potencial associada apresenta o comportamento apresentado no gráfico

A respeito deste sistema são feitas as seguintes afirmações:

I. x 3 , x 5 e x 6 são pontos de equilíbrio estável.

II. Para uma partícula abandonada em x 1 , os pontos x 1 e x 8 são pontos de retorno.

III. Nos pontos de retorno a velocidade é nula, logo são pontos de equilíbrio.

IV. Uma partícula que parte de x 5 com energia E 3 se move apenas entre os pontos x 5 e x 7 .

Marque a opção que indica aquelas que são CORRETAS:

(a) Somente II

(b) Somente II e IV

(c) Somente II, III e IV

(d) Somente I, II e IV

(e) Somente I, III e IV

(f) Todas

Passo 1

Se liga! Vamos começar a verificar as afirmações.

Afirmação I : Precisamos lembrar que num gráfico deste tipo, o equilíbrio estável ocorre nos na posição dos mínimos locais. Podemos ver que os mínimos locais ocorrem em x 3 e x 6 . Portanto a afirmação 1 é FALSA.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

Afirmação I I : Podemos perceber que se colocarmos um objeto no ponto x 1 , o objeto passeará até chegar ao ponto x 8 , e vice-versa. Portanto, estes pontos são ditos pontos de retorno.Esta afirmação é VERDADEIRA.

Passo 3

Afirmação I I I : Nos pontos de retorno a velocidade é nula, no entanto, podemos verificar que existe uma inclinação na curva da energia. Sendo assim, as forças que atuam nestes pontos são diferentes de zero. Logo, não temos equilíbrio.

A afirmação é FALSA.

Passo 4

Afirmação I V : Para que a partícula se movesse apenas entre os pontos x 5 e x 7 seria necessário que sua energia fosse E 2 . Portanto esta afirmação é FALSA.

Como a única afirmação CORRETA é a I I , temos que a resposta é a letra (a).

Resposta

l e t r a   ( a )

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