P2 de Física 1 da USP - 2018

Duas bolas e , de massas e diferentes, colidem elasticamente. Inicialmente a bola tem velocidade , onde é uma constante positiva, e a bola está em repouso. Após a colisão a bola passa a se mover com velocidade , na direção perpendicular à direção do movimento inicial. Considere o plano da colisão como sendo horizontal e despreze as forças de atrito.

(e) Suponha agora uma outra situação, onde estas bolas se chocam de forma inelástica, sendo que a energia cinética final do sistema equivale à metade da energia cinética inicial. Qual será o trabalho realizado pelas forças dissipativas presentes neste sistema?

Dois corpos sofrem uma colisão elástica unidimensional ao longo de um eixo . A figura mostra a posição dos corpos e do centro de massa em função do tempo quando estes entram na região . Pode-se dizer que:

(a) A massa do corpo que estava se movendo mais depressa antes da colisão é igual à do outro corpo.

(b) As retas e representam os movimentos dos corpos depois da colisão.

(c) Os dois corpos estavam se movendo antes da colisão.

(d) A reta representa o movimento do centro de massa antes da colisão.

(e) A massa do corpo que estava se movendo mais depressa antes da colisão é maior que a do outro corpo.

Um bloco sobre um piso horizontal pode estar inicialmente: em repouso, em movimento no sentido positivo do eixo ou em movimento no sentido negativo do mesmo eixo. O bloco explode em dois pedaços que continuam a se mover ao longo do eixo . Suponha que o bloco e os dois pedaços formem um sistema fechado e isolado. A figura mostra seis possibilidades para o gráfico dos momentos do bloco e dos pedaços em função do tempo . Pode-se dizer que:

(a) As situações , , , são físicamente impossíveis.

(b) Todas as situações são físicamente impossíveis.

(c) As situações , , , são físicamente impossíveis.

(d) As situações , , , são físicamente impossíveis.

(e) Todas as situações são físicamente possíveis.

O movimento de uma partícula é descrito pela seguinte energia potencial:

onde é medido em Joules e em metros. A força sobre a partícula é nula nos pontos:

(a) e .

(b) e .

(c) e .

(d) e .

(e) e .

A figura mostra uma partícula que se movimenta sob a ação da força , onde é constante e é um vetor unitário constante como mostrado na figura. A partícula é movimentada do ponto até o , com vetores de posição em relação a uma origem , seguindo a trajetória mostrada na figura. Em relação ao trabalho realizado pela força para levar a partícula de até , , pode-se dizer:

(a) Não é possível calcular o trabalho sem conhecer a curva que representa a trajetória entre e .

(b) e .

(c) e .

(d) e .

(e) e .

Duas bolas e , de massas e diferentes, colidem elasticamente. Inicialmente a bola tem velocidade , onde é uma constante positiva, e a bola está em repouso. Após a colisão a bola passa a se mover com velocidade , na direção perpendicular à direção do movimento inicial. Considere o plano da colisão como sendo horizontal e despreze as forças de atrito.

(a) Faça um esboço dos vetores velocidades das bolas e após a colisão, indicando o sistema de coordenadas e os ângulos envolvidos.

(b) Escreva o sistema de equações que a partir do qual é possível determinar a direção e a magnitude da velocidade da bola após a colisão. Justifique cada uma destas equações.

(c) Determine o ângulo entre e a direção .

(d) Determine o vetor e seu módulo em função de .