Marque verdadeiro (V) ou falso (F) para as afirmações a seguir:
(a)
Se o trabalho resultante, ou total, realizado sobre uma partícula não é nulo, então sua velocidade deve mudar.
(b)
Uma força que é sempre perpendicular à velocidade de uma partícula realiza trabalho nulo sobre a partícula.
©
Se, para uma partícula restrita ao eixo x, uma forga conservativa aponta para a direita, então a energia potencial associada à força cresce enquanto a partícula se move para a esquerda.
(d)
Dois ascetas, à procura do conhecimento, decidem subir uma montanha. Silvino escolhe uma trilha curta e muito íngreme, enquanto Joselito escolhe uma trilha longa e suavemente íngreme. Eles discutem sobre qual dos dois adquiriu mais energia potencial e concluem que Silvino adquiriu mais energia potencial gravitacional do que Joselito.
(e)
A energia total de um sistema não pode variar.
BOA PROVA:
(a)
(b)
©
(d)
(e)
BOA PROVA:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O objetivo aqui é analisar cinco afirmações sobre conceitos de física, especificamente sobre trabalho, força e energia em partículas e sistemas. Para isso, vamos precisar entender alguns conceitos básicos, como trabalho realizado por uma força, energia potencial, forças conservativas e a conservação da energia. Vamos passo a passo verificar se cada afirmação é verdadeira (V) ou falsa (F).
Passo 2
Afirmação (a): “Se o trabalho resultante, ou total, realizado sobre uma partícula não é nulo, então sua velocidade deve mudar.”
O que isso significa?
O trabalho total realizado sobre uma partícula está relacionado à variação da sua energia cinética, segundo o Teorema do Trabalho-Energia. Se o trabalho total for diferente de zero, isso indica que a energia cinética da partícula mudou, ou seja, sua velocidade também mudou.
O trabalho total realizado sobre uma partícula está relacionado à variação da sua energia cinética, segundo o Teorema do Trabalho-Energia. Se o trabalho total for diferente de zero, isso indica que a energia cinética da partícula mudou, ou seja, sua velocidade também mudou.
Conclusão:
Verdadeiro. Se o trabalho total não for zero, a velocidade da partícula muda.
Verdadeiro. Se o trabalho total não for zero, a velocidade da partícula muda.
Resposta: (a) V
Passo 3
Afirmação (b): “Uma força que é sempre perpendicular à velocidade de uma partícula realiza trabalho nulo sobre a partícula.”
O que isso significa?
O trabalho realizado por uma força é dado pela fórmula:
O trabalho realizado por uma força é dado pela fórmula:
onde
é a força e
é o deslocamento. Se a força é sempre perpendicular à velocidade, o ângulo entre
e
é 90 graus. O cosseno de 90 graus é zero, então o trabalho realizado é zero.
Conclusão:
Verdadeiro. Forças perpendiculares à direção do movimento não realizam trabalho.
Verdadeiro. Forças perpendiculares à direção do movimento não realizam trabalho.
Resposta: (b) V
Passo 4
Afirmação ©: “Se, para uma partícula restrita ao eixo x, uma força conservativa aponta para a direita, então a energia potencial associada à força cresce enquanto a partícula se move para a esquerda.”
O que isso significa?
Uma força conservativa tem uma energia potencial associada. Se a força aponta para a direita, a energia potencial está relacionada à posição da partícula. Movendo-se para a esquerda (contra a direção da força), a energia potencial aumenta.
Uma força conservativa tem uma energia potencial associada. Se a força aponta para a direita, a energia potencial
Conclusão:
Verdadeiro. Mover-se contra a direção da força conservativa aumenta a energia potencial.
Verdadeiro. Mover-se contra a direção da força conservativa aumenta a energia potencial.
Resposta: © V
Passo 5
Afirmação (d): “Dois ascetas, à procura do conhecimento, decidem subir uma montanha. Silvino escolhe uma trilha curta e muito íngreme, enquanto Joselito escolhe uma trilha longa e suavemente íngreme. Eles discutem sobre qual dos dois adquiriu mais energia potencial e concluem que Silvino adquiriu mais energia potencial gravitacional do que Joselito.”
O que isso significa?
A energia potencial gravitacional depende apenas da altura alcançada, não do caminho percorrido. Ambos os ascetas, ao chegarem ao topo da montanha, estarão na mesma altura, então ambos terão a mesma energia potencial gravitacional, independentemente da trilha escolhida.
A energia potencial gravitacional depende apenas da altura alcançada, não do caminho percorrido. Ambos os ascetas, ao chegarem ao topo da montanha, estarão na mesma altura, então ambos terão a mesma energia potencial gravitacional, independentemente da trilha escolhida.
Conclusão:
Falso. Ambos adquiriram a mesma energia potencial gravitacional.
Falso. Ambos adquiriram a mesma energia potencial gravitacional.
Resposta: (d) F
Passo 6
Afirmação (e): “A energia total de um sistema não pode variar.”
O que isso significa?
O Princípio da Conservação da Energia afirma que a energia total de um sistema isolado permanece constante. No entanto, se o sistema não for isolado, a energia total pode variar devido a interações com o ambiente externo.
O Princípio da Conservação da Energia afirma que a energia total de um sistema isolado permanece constante. No entanto, se o sistema não for isolado, a energia total pode variar devido a interações com o ambiente externo.
Conclusão:
Falso. A energia total de um sistema pode variar se houver interação com o ambiente.
Falso. A energia total de um sistema pode variar se houver interação com o ambiente.
Resposta: (e) F
Resposta
(a) V
(b) V
© V
(d) F
(e) F
(b) V
© V
(d) F
(e) F
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