Exercícios Resolvidos de Força, Energia Potencial e Deslocamento

PotencConservação de energia mecânica

Um potencial unidimensional é mostrado na figura abaixo. Uma partícula sujeita a este potencial tem energia mecânica total E. Assinale a alternativa incorreta.

  1. A força agindo no ponto x c é negativa.
  2. A velocidade da partícula se anula em x a .
  3. A força agindo na partícula no ponto x b é nula.
  4. A energia cinética da partícula é máxima entre x c e x d .
  5. A posição x d é um ponto de retorno.

Passo 1

Galera, aqui a gente vai usar basicamente a fórmula:

F = - d U x d x

Beleza?

Além disso, lembre-se que o diferencial:

d U x d x

Representa o coeficiente da reta tangente no ponto x , ou a inclinação da curva.

Show de bola? Partiu analisar as opções então.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

a):

Bom, como a derivada de U ( x ) ali é positiva, já que a inclinação da curva também é, então, o sinal da força vai ser negativo mesmo:

F = - d U x d x → s i n a l F = - + = -

Verdadeira.

b):

Como o sistema tem uma energia total E ,a partícula não pode passar dali. Isso quer dizer que ali é um ponto de retorno.

Isso quer dizer...que sim, a velocidade se anula ali. Velocidades se anulam em pontos de retorno.

Imagine a partícula efetuando um movimento ali naquela “vala”, entre x a e x c . Ela vai ficar indo e vindo, e quando atingir um ponto, mudará de direção, logo, pra que isso aconteça, a velocidade precisa primeiro se anular.

Verdadeira.

c):

Como a derivada ali é zero:

F = - d U x d x = 0

Verdadeira.

Passo 3

d):

Isso ta errado....por quê?

Bom, o enunciado diz que a energia mecânica máxima do sistema é E .

Então a partícula não pode entrar naquela região entre x c e x d .

Assim:

Falsa.

Passo 4

e):

Como é um ponto de energia potencial máxima e dali a partícula não pode passar( considerando que ela esteja vindo de x > x d , então, é sim um ponto de retorno.

Verdadeira.

Então:

d)

Resposta

d)

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