Física 1 UFPE 2ºEE 2019.1
Uma partícula de massa m = 2,0 kg move-se ao longo do eixo x sujeita a uma única força F. A dependência de F com a posição x da partícula é mostrada na Figura 1. A energia potencial associada à forçaa F é U. Quando a partícula estáa em x = 0, ela tem velocidade = 2,0 m/s no sentido positivo do eixo x.
Considere as afirmativas:
I. No intervalo 0 ≤ x ≤ 4,0 m, a velocidade da partícula é máxima em x = 2,0 m.
II. A variação da energia potencial ∆U entre x = 0 e x = 2,0 m é positiva.
III. O trabalho realizado pela força F entre x = 2,0 m e x = 4,0 m é negativo.
Marque a alternativa que contém apenas afirmativa(s) verdadeira(s).
a) I
b) II
c) III
d) I e II
e) I e III
f) II e III
g) Todas
h) Nenhuma
Passo 1
Vamo lá pra mais uma! Como a gente sabe, a Força é a derivada negativa da Energia Potencial. Logo:
Lá de Cálculo 1, a gente sabe que a derivada é igual a reta tangente, né? No ponto x=2, como é um pico (ponto de retorno) e como o gráfico da força é a derivada negativa de U, como o ponto máximo do gráfico de F acontece em 2, significa, na realidade, que esse ponto é um ponto de mínimo no gráfico de U (pelo sinal contrário). Pela conservação de energia, como U é mínimo, a Energia Cinética (K) é máxima, consequentemene, a velocidade também é máxima! Logo, a alternativa I tá correta! Show!
Passo 2
Como já foi dito antes:
Como o gráfico de F é crescente entre x=0 e x=2, a curva de U será decrescente devido ao sinal contrário. Então a alternativa II tá errada.
Passo 3
Na alternativa III a gente pode usar aquela regrinha de que o trabalho é a área do gráfico Fxd, né? Então entre x=2 e x=4, temos aquele triângulozinho ali. Mas como ele tá acima do eixo x, o trabalho dessa força nesse intervalo de distância será positivo! Conseguimos, terminamos!
Resposta
a) I