Exercícios Resolvidos de Força, Energia Potencial e Deslocamento

Uma partícula se move sobre o eixo x sob a ação exclusivamente de uma força conservativa, cuja energia potencial associada está indicada na figura. A reta pontilhada horizontal indica a energia mecânica da partícula. É INCORRETO afirmar que

a) Se a partícula está inicialmente no ponto x c , seu movimento é oscilatório entre os ponto x c e x e

b) A velocidade da partícula é nula nos pontos x a , x c e x e

c) Os pontos x b e x d são pontos de equilíbrio estável e instável, respectivamente

d) A força que atua sobre a partícula aponta no sentido positivo de x se a partícula se encontra à direita do ponto x e

e) O trabalho realizado sobre a partícula em um deslocamento de x b para x a é negativo.

Passo 1

Vamos analisar cada uma das alternativas, beleza?

a) No ponto x c , a energia potencial é igual energia mecânica, portanto, a energia cinética é nula e não tem com a partícula ir pro ponto x e , logo essa afirmativa é falsa. O que acontece é que ao ser liberado do ponto x c o bloco irá pra esquerda e irá oscilar entre as posições x a e x c . Se fosse x a ao invés de x e a afirmação estaria corretíssima.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

b) Como dito na afirmativa anterior, quando a energia potencial é igual à mecânica, a energia cinética é nula e a velocidade também é. A afirmativa é verdadeira.

Passo 3

c) Vemos que os pontos são pontos de mínimo e máximo do gráfico, um com a concavidade pra cima e outro com a concavidade pra baixo. A afirmativa é verdadeira.

Passo 4

d) À direita do ponto x e nós temos inclinação negativa no gráfico, certo?

Lembra então que:

F = - d U d x

E como a inclinação é negativa, temos que:

d U d x < 0

E então:

F > 0

A afirmativa é verdadeira.

Passo 5

e) De x b para x a temos um aumento na energia potencial, certo? Portanto temos que lembrar que:

W = - ∆ U

Como:

∆ U > 0

Temos que:

W < 0

Logo, a afirmativa é verdadeira.

Resposta

(a)

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