UFRJ, Física 1, P2 2019.1, Questão 8 – Força e Energia Potencial
A figura mostra a energia potencial U(x) de uma partícula que se move ao longo do eixo x sob a ação da força resultante associada a U(). Sabendo-se que a energia mecânica E é maior que U() e menor que U(), a alternativa incorreta é:
a) O sentido da força na posição é positivo
b) Na posição a força é nula
c) Caso a partícula passe pela posição , sua energia cinética nesse ponto é máxima
d) A partícula não pode estar na posição
e) caso a partícula passe pelo ponto , durante o deslocamento do ponto até o ponto , o trabalho realizado pela força é positivo
Passo 1
A questão deu pra gente um Grafico de Energia Potencial e falou sobre a Força... A gente só precisa lembrar que a derivada negativa da Energia em função do espaço é a própria força! Em outras palavras... . Além disso, também é bom a gente lembrar que , não custa nada né :p. Então vamos usar nossos conhecimentos de Cálculo 1 pra resolver essa questão...
Como o ponto é um ponto de retorno, a força é nula sim! Então b está correta...O ponto , como um ponto de retorno é o ponto de Energia Potencial mínima, e como a Energia Mecânica sempre se conserva, isso quer dizer que a Cinética é máxima! Então a c também ta certa.
Como a Energia Total tá abaixo do ponto a partícula realmente não pode estar nessa posição, ela não pode ter mais energia do que antes se o sistema é conservativo, né, doidera?
Como o , do ponto a o nosso , então nosso Letra e certinha também! O que nos deixa com o gabarito sendo a letra a (mais uma vez ‘-‘) Mas por que?
No ponto a Energia ta aumentando, como, quando derivarmos a curva U nossa força vai ser uma reta tangente e decrescente por causa do sinal, sacou? Então seu sentido é, na verdade, negativo!
Resposta
a) O sentido da força na posição é positivo