UECE 2016/2

Considere uma massa puntiforme se deslocando em linha reta ao longo do eixo de um sistema de referência, partindo da origem no sentido crescente das coordenadas de posição, representadas por x. Suponha que o gráfico da energia potencial U(x) dessa massa seja uma reta paralela a x até a coordenada x₁ < 0. A partir de x₁ começa a crescer e em x₂ > x₁ , U(x) atinge um máximo, em seguida decresce até atingir o mesmo valor que U(x₁). Pode-se dizer que a partícula se desloca ao encontro de uma barreira de potencial. Considere somente a energia mecânica e o sistema conservativo. Para que a partícula atravesse a barreira de potencial, é necessário que sua energia mecânica

antes de chegar a x₁ seja maior que U(x₂)

antes de chegar a x₁ seja menor que U(x₂)

mais a potencial seja igual a U(x₂)

mais a potencial seja menor que U(x₂)

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Resposta

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Resolução

Para que uma partícula atravesse uma barreira de potencial, a energia mecânica da partícula deve ser maior que a energia potencial máxima da barreira. Isso ocorre porque a energia mecânica é a soma da energia cinética e da energia potencial. Se a energia mecânica for menor que a energia potencial máxima, a partícula não terá energia suficiente para superar a barreira.

Dicas

Relembre a definição de energia mecânica e como ela se relaciona com a energia potencial.

Considere o que acontece quando a energia mecânica de uma partícula é menor, igual ou maior que a energia potencial máxima de uma barreira.

Pense sobre o que é necessário para que uma partícula atravesse uma barreira de potencial.

Erros Comuns

Confundir a energia mecânica com a energia potencial.

Esquecer que a energia mecânica é a soma da energia cinética e da energia potencial.

Não entender que a energia mecânica da partícula deve ser maior que a energia potencial máxima da barreira para que a partícula possa atravessá-la.

Revisão

A energia mecânica é a soma da energia cinética e da energia potencial. Em um sistema conservativo, a energia mecânica total é conservada. Uma barreira de potencial é uma região onde a energia potencial é maior que a energia mecânica da partícula. Para que uma partícula atravesse uma barreira de potencial, sua energia mecânica deve ser maior que a energia potencial máxima da barreira.

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