Uma partícula está em movimento sob a ação de apenas uma força conservativa. A partícula tem velocidade v quando está no ponto O. Num instante posterior a partícula passa novamente pelo ponto O.
Qual das afirmações é verdadeira?
(A) A rapidez da partícula quando retorna ao ponto O será igual ao módulo de v.
(B) A rapidez da partícula quando retorna ao ponto O será maior que o módulo de v.
(C) A rapidez da partícula quando retorna ao ponto O será menor que o módulo de v.
(D) A velocidade da partícula quando retorna ao ponto O será igual a v.
(E) A velocidade da partícula quando retorna ao ponto O será igual a v e a variação da energia potencial será zero.
Passo 1
Esse enunciado meio abstrato pode confundir um pouquinho. Mas pensa em uma situação análoga.
Imagine que você lança uma moeda para cima:
Obviamente você não precisa fazer essa cara meio tosca do desenho hahah. Mas a ideia desse lançamento é que a moeda está apenas sob a ação da força peso (força conservativa).
Bom, agora fica um pouco mais fácil de imaginar o que acontece, né?
Imagine o ponto O na mão que lançou a moeda, ela retornará a esse ponto com a mesma velocidade em módulo, mas no sentido oposto.
Mas porque isso acontece?
Uma força conservativa não retira energia do sistema. O que ela faz é transformar energia potencial em energia cinética ou vice e versa.
Então, a partícula quando passa pelo ponto O novamente terá a mesma energia mecânica que ela tinha da primeira vez. Além disso, a energia potencial também será exatemente a mesma, já que ela depende apenas da posição da partícula (o caminho percorrido não importa).
Se a energia mecânica se conserva e a energia potencial também tem o mesmo valor, a energia cinética também será a mesma que antes, ou seja, a velocidade terá o mesmo módulo.
Ficamos com a alternativa (A).
Resposta
Letra (A)