Exercícios Resolvidos de Força, Energia Potencial e Deslocamento

UFPE- Física geral 1 – P2 2019.2

Uma partícula de massa m = 2 , 0   k g move-se ao longo do eixo x horizontal sujeita à ação de uma única força conservativa, cuja energia potencial U é mostrada na Figura 1. Inicialmente, a partícula encontra-se na posição x 0 = 1,0   m com velocidade v 0 = 3,0   m / s . Não existem forças dissipativas.

Ao passar pela posição x = 3 , 0   m , a velocidade da partícula é:

(a) 0   m / s

(b) 4   m / s

(c) 5   m / s

(d) 9   m / s

(e) 14   m / s

(f) 18   m / s

(g) 22   m / s

(h) 26   m / s

(i) 30   m / s

Passo 1

Como não há forças dissipativas, temos que a energia mecânica do sistema se conserva, desse modo, vamos analisar a conservação da energia mecânica entre os pontos 1 e 3:

E 1 = E 3

K 1 + U 1 = K 3 + U 3

Pelo gráfico, temos:

U 1 = 5 J

U 3 = 0 J

O enunciado nos diz que a velocidade da partícula em x = 1   é v = 3 m / s . Então, a energia cinética em 1 é:

K 1 = m v 2 2 = 2 3 2 2

K 1 = 9 J

Então:

K 1 + U 1 = K 3 + U 3

9 + 5 = K 3 + 0

14 = m v 3 2 2

v 3 = 14   m / s

Que é a letra e).

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Resposta

Letra e).

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