Exercícios Resolvidos de Força, Energia Potencial e Deslocamento

Na figura abaixo é apresentado o comportamento de uma curva de energia potencial U ( x ) (cuja unidade é o J ) como função da posição. Além disso, U x →   15   J quando x   →   ∞ . Se uma partícula se encontra em repouso no único ponto de equilíbrio estável, qual energia mínima deve ser fornecida para que a partícula descreva um movimento não confinado?

( a )   10   J

( b )   20   J

( c )   - 10   J  

( d )   25   J

( e )   0   J

Passo 1

Bem, primeiro temos que encontrar o ponto de equilíbrio estável. Então vamos imaginar uma bolinha es duas seguintes situações:

As duas situações são de equilíbrio, porém em uma temos o equilíbrio estável, onde podemos dar uma energia t o q u e na bolinha e ela tende a voltar a posição inicial. E a outra situação é de equilíbrio instável, que apesar do equilíbrio qualquer energia vai tirar a bolinha do equilíbrio par sempre.

A primeira imagem é a do equilíbrio estável e por isso no gráfico temos uma posição como essa que a quando temos energia potencial igual a - 10   J .

O gráfico e o enunciado mostram que quando U ≅ 15   J o sistema está no infinito x → ∞ .

Então essa é a posição que vai tirar nosso sistema de equilíbrio, se estamos em U = - 10   J   e queremos chegar em U = 15   J quanto de energia deve ser fornecido a partícula?

U = 15 - - 10 = 25   J

Essa é a energia necessária para fazer a partícula sair do estado confinado.

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Resposta

Alternativa d  

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