© Supondo que a partícula tenha uma energia mecânica total igual a
, analise a região em que pode ser encontrada.
Passo 1
Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma partícula com energia mecânica total de
. Nosso objetivo é descobrir em que região essa partícula pode ser encontrada. Para isso, vamos precisar saber sobre energia mecânica, que é a soma da energia cinética e da energia potencial da partícula. Vamos usar conceitos de física clássica para analisar isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a energia mecânica total (
) é dada pela soma da energia cinética (
) e da energia potencial (
):
Queremos saber onde a partícula pode estar, ou seja, onde ela tem energia suficiente para existir. Para a partícula estar presente em uma região, sua energia cinética deve ser positiva ou zero, já que não pode ter energia negativa.
Passo 3
Isso significa que a energia mecânica total deve ser maior ou igual à energia potencial nessa região:
Substituindo o valor de
, temos:
Reescrevendo, isso nos dá:
Passo 4
Agora, precisamos conhecer a forma da energia potencial
para identificar as regiões onde
é menor ou igual a
. Sem uma expressão específica para
, só podemos dizer que a partícula estará nas regiões onde a energia potencial não excede
.
Resposta
A partícula pode ser encontrada nas regiões onde a energia potencial
é menor ou igual a
, ou seja, onde
.
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