Uma partícula parte do repouso no ponto e se move ao longo do eixo sujeita à energia potencial mostrada no gráfico.
Qual (ou quais) da(s) afirmativa(s) abaixo está(estão) correta(s)?
– A rapidez da partícula é zero em e aumenta à medida que ela se desloca de a
– Os pontos e são pontos de equilíbrio estável
– Em , a energia cinética é máxima.
(a) e
(b) e
(c) e
(d)
(e)
Passo 1
Vamos olhar cada uma das frases
– A rapidez da partícula é zero em e aumenta à medida que ela se desloca de a
O enunciado diz que a partícula parte do repouso, assim a rapidez dela realmente é zero em .
Conforme a partícula parte de para a energia potencial diminui. Pela conservação de energia temos
Como , temos
Assim a velocidade da partícula aumenta conforme chega perto de . Então essa frase está correta.
Passo 2
– Os pontos e são pontos de equilíbrio estável
Pra um ponto ser um ponto de equilíbrio estável é necessário que esse ponto seja um mínimo de . Olhando o gráfico vemos que em e são realmente pontos de mínimo. Essa frase está correta também.
Passo 3
– Em , a energia cinética é máxima.
Fazendo a conservação de energia mecânica
Pelo gráfico vemos que
Assim
Mas como , assim
Então nesse ponto a energia cinética não é máxima, logo essa afirmação está incorreta.
Resposta
(A)