P2 de Física 1 da USP - 2016

Um corpo de massa desliza sobre uma superfície horizontal, preso a um fio que passa por um furo. A extremidade do fio está presa a uma massa . O corpo de massa gira sem atrito, fazendo uma trajetória raio , com velocidade angular suficiente para manter a massa suspensa. Se a massa suspensa cair para a metade do seu valor inicial, qual a razão entre o raio final e o raio inicial ?

Você observa um carro a colidindo frontalmente com uma bola de tênis, lançada contra ele a . Você observa que a bola é rebatida pelo carro na mesma direção na qual ela incidiu. A velocidade final da bola observada por você será aproximadamente de:

Um foguete de brinque pode ser feito com uma garrafa plástica parcialmente preenchida com água. Considera a massa da garrafa de e um volume de de líquido, partindo na vertical. Ao ser liberada, o líquido é ejetado da garrafa rapidamente, e a mesma sobe até uma altura de . Qual é a velocidade aproximada de escape do líquido da garrafa?

Temos dois discos sobre uma mesa, onde um fluxo de ar (na mesa) elimina ao trito no deslocamento horizontal. Um disco está preso pr uma corda a um pivô fixo. O outro disco vem com uma velocidade incial e colide com o primeiro. Após a colisão, os dois discos ficam colados. Sobre leis de conservação, podemos dizer que para o sitema (discos + corda):

Considerando o trabalho realizado por uma força , entre a origem e o ponto ao longo dos caminhos:

1. Primeiro ao longe de e depois ao longo de
2. Primeiro ao longo de e depois ao longo de

Podemos afirmar que:

O pêndulo de Newton é um dispositivo formado por uma série de esferas suspensas em um único suporte por cordas de igual comprimento, que atuam como pêndulos idênticos adjacentes um ao outro, como ilustrado na figura abaixo. Podemos modificar esse dispositivo alterando a massa de uma das esferas (em preto) de para . Suponho os seguinte experimentos:

Caso 1: A esfera de massa é deslocada para esquerda e liberada, deslocando-se para direita e colidindo elasticamente com as demais esferas, inicialmente em repouso. Após a primeira colisão, a esfera de massa na extremidade oposta eleva-se de em relação ao plano dos pêndulos em repouso.

Caso 2: A esfera de massa é deslocada para direita e liberada, deslocando-se para esquerda e colidindo elasticamente com as demais esferas de massas , inicialmente em repouso. Após a primeira colisão, a esfera na extremidade oposta eleva-se de em relação ao plano dos pêndulos em repouso.

Considerando o triplo de . A razão entre as alturas de e nos casos é:

Um aparato bastante utilizado em Nanotecnologia é o microscópio de força atômica, que permite medir a força de interação entre a superfície da ponteira e a superfíce de uma amostra em escala nanométrica. Dentre os modelos usados para descrever essa interação está um variante do potencial Lennard-Jones, conhecido como potencial , cuja forma funcional é dada abaixo:

Onde é a distância entre a ponteira e a amostra, e são parâmetros do potencial, com unidades de energia distância, respectivamente, com e .