Visto que somente variações de energia potencial são relevantes, um estudante decide fazer a enegia potencial elástica de uma mola igual a zero quando a mola está esticada a uma distância
. O estudante decide, portanto, fazer
. Isto está correto ? Explique.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre energia potencial elástica de uma mola. O estudante decidiu que a energia potencial será zero quando a mola estiver esticada a uma distância
. A fórmula que ele usou foi
. Vamos analisar se isso está correto. Para resolver, vamos precisar entender como a energia potencial de uma mola é geralmente definida e como a escolha do ponto zero afeta essa definição.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a energia potencial elástica de uma mola é dada por
, onde
é a deformação da mola a partir da posição de equilíbrio (onde normalmente consideramos
). O estudante, porém, decidiu que o zero da energia está em
, ou seja, quando a mola está esticada a
.
Passo 3
Alterando o ponto de referência para
, a energia potencial passa a ser medida em relação a essa posição. Então, a deformação relativa a
é
. Substituindo na fórmula padrão, temos
. Isso significa que a energia será zero exatamente quando
, como o estudante definiu.
Passo 4
É importante saber que a energia potencial é sempre relativa; o que importa são as diferenças de energia entre posições. Portanto, escolher um ponto de referência diferente não está errado, apenas muda onde consideramos que a energia é zero. Contanto que as forças e os cálculos sejam feitos considerando essa nova referência, a definição está correta.
Resposta
Sim, o estudante está correto ao definir a energia potencial elástica como
, estabelecendo o zero da energia na posição
. Essa escolha é válida desde que a referência seja mantida consistente nos cálculos.