USP, Física 1, P2 2019.1, Questão 5 – Trabalho e Energia
Uma partícula de massa m = 0,5 kg move-se em um campo de força central sob a ação
de uma força F(r) em uma região onde a energia potencial U(r) varia conforme a figura abaixo. Supondo que a partícula tenha energia total E = -3 J, a máxima velocidade da partícula e o trabalho realizado pela força F(r) para deslocar a partícula desde r = 1m até r = 4 m são, respectivamente:
a) v=2m/s e W=8J
b) v=m/s e W=-3J
c) v=4m/s e W=3J
d) v=m/s e W=-6
e) v=4m/s e W=-3J
Passo 1
Quando a gente analisa esse gráfico aí a gente vê que a Energia Cinética é máxima quando r=2m (menor valor que a energia potencial assume), e como sabemos, . Como a gente sabe a Energia Potencial (U) e queremos decobrir a velocidade, a gente pode falar que
Como a Energia Mecânica total é -3J e ela é sempre conservada e no ponto r=2 a Energia Potencial (U) vale -7J, temos:
Passo 2
Agora que já temos a Energia Cinética, podemos calcular a velocidade da partícula! Lembra que e vamo simbora!
Passo 3
Como a gente sabe, , porém como a Energia Mecânica é constante e sempre se conserva, a variação da Energia Cinética entre os pontos r=1m e r=4m será igual a variação de Energia Potencial! Então a gente já tem o gráfico, é so calcular!
Tranquilo? :D Bora pra próximaaaaa!
Resposta
c) v=4m/s e W=3J