FUVEST 2013 — questão 19 de Física

Enunciado em texto
A energia potencial elétrica de duas partículas em função da distância que as separa está representada no gráfico da figura abaixo.
[Gráfico: ( J) no eixo vertical, de 0 a 6; ( m) no eixo horizontal, de 0 a 12, com grade de 2 em 2. A curva é decrescente, do tipo hipérbole: vem de cima perto de , passa por em , em , em e em .]
Uma das partículas está fixa em uma posição, enquanto a outra se move apenas devido à força elétrica de interação entre elas. Quando a distância entre as partículas varia de m a m, a energia cinética da partícula em movimento
a) diminui J.
b) aumenta J.
c) diminui J.
d) aumenta J.
e) não se altera.
(Enunciado e figura: Vestibular FUVEST 2013, 1ª fase, prova V — Fuvest/USP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à FUVEST.
Resolução comentada
O que a questão pede: quanto muda a energia cinética da partícula que se afasta de m para m.
Passo 1 — ler o gráfico. A curva é do tipo (a energia potencial elétrica é inversamente proporcional à distância). Lendo nos pontos pedidos:
Conferindo pela forma = constante: em r = 2, U ≈ 4,5, e ; então e (em J).
Passo 2 — conservação da energia. A única força que age é a elétrica, que é conservativa. Então a energia mecânica (cinética + potencial) se conserva: o que a potencial perde, a cinética ganha.
A energia cinética aumenta J. Faz sentido: U diminui quando r aumenta, então a força é de repulsão, e a partícula é empurrada para longe, ganhando velocidade.
⚠️ A armadilha: ver a energia potencial diminuindo e achar que a cinética também diminui, marcando a (C). As duas variam em sentidos opostos, porque a soma é constante.
A ideia em uma frase: com só a força elétrica agindo, a energia cinética ganha exatamente o que a energia potencial perde.
Resposta: alternativa D (aumenta J).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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