Enunciado

Prove que, se a bola do Prob. 9.29 atinge o solo sob um ângulo a com a vertical, ela ricocheteia segundo um ângulo β , dado por t g β = 1 e ⋅ t g α , com uma velocidade v ' = v e 2 ⋅ c o s 2 α + s e n 2 α . Use esses resultados para discutir o movimento de uma bola lançada ele uma mesa com uma velocidade horizontal inicial v 0 . Faça um esboço de sua trajetória, supondo que ela executa várias colisões com o solo.

Passo 1

Galera, neste exercício a velocidade tem as componentes v x   e   v y . A componente v x não tem nenhuma influência no choque, portanto:

v x = v x ' = v ⋅ s e n α

E já sabemos pela resolução do exercício 9.29

v y ' = e ⋅ v ⋅ c o s α

Logo, v = e 2 ⋅ s e n 2 α ⋅ c o s 2 α

Para a aplicação do lançamento de uma bola desde uma mesa, primeiro teremos que esclarecer com o primeiro resultado, ou seja:

t g β = 1 e ⋅ t g α ; como e > 1, em geral, β > α e portanto, depois a bola recorrerá uma trajetória mais achatada, de modo que tenderá a aproximar-se cada vez mais do solo.

Para nosso caso, t g β = 1 e ⋅ t g α ; t g α = v x v y

Então, t g β = v o e 2 ⋅ g ⋅ h ………………………………(1)

De (1) se pode calcular θ

h ' = 1 2 ⋅ v ' 2 ⋅ s e n 2 θ g ……………………………………..(2)

v ' = v o 2 + 2 ⋅ e 2 ⋅ g ⋅ h ………………………..(3)

De (1): s e n 2 θ = c o s 2 β = 1 1 + v o 2 e 2 ⋅ 2 ⋅ g ⋅ h …………...(4)

(3) e (4) em (2) nos dá

h ' = 1 g ⋅ ( v o 2 + 2 ⋅ e 2 ⋅ g ⋅ h ) ⋅ e 2 ⋅ 2 ⋅ g ⋅ h ( v o 2 + 2 ⋅ e 2 ⋅ g ⋅ h ) = e 2 ⋅ h

Que dá o mesmo resultado do problema 9.29, isto é, a partícula após o rebote aumentará seu ângulo β e diminuirá suas alturas h ' ,   h ' ' . . .

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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