P2 de Física B - FIS1026 da PUCRIO - 2019.2

Considere um homem de , sentado em uma pista de gelo, lançando horizontalmente para frente uma bola de . A força de lançamento é dada pela função do tempo , válida no intervalo (este último é o instante em que a bola perde contato com a mão do homem). Desprezando todos os atritos e considerando que inicialmente homem e bola se encontram em repouso em relação à pista, determine:

(a) o módulo do impulso sobre a bola;

(b) o módulo da força média sobre a bola;

Se, após o lançamento, o homem recua no sentido positivo do eixo x, determine:

(c) os vetores e, respectivamente velocidade da bola e velocidade de recuo do homem.

Um bloco , com massa , está inicialmente em repouso, comprimindo de uma mola de constante elástica . Após ser liberado, o bloco se desprende da mola com velocidade , dirigindo-se a outro bloco idêntico (bloco ) situado mais à frente na mesma superfície horizontal sem atrito. O bloco está inicialmente parado. Depois da colisão frontal entre os dois blocos, eles saem unidos com velocidade . Mais adiante, o conjunto dos dois blocos colide elasticamente com uma esfera de massa , inicialmente em repouso, que está conectada a um fio ideal de comprimento Considere .

(a) Determine .

(b) Determine a perda relativa de energia cinética na colisão entre e .

Supondo que , determine:

(c) o comprimento do fio para que, como consequência da colisão sofrida pela esfera, o fio descreva um arco de exatamente , conforme a figura.

Dois blocos, de massas e , movem-se sobre um plano horizontal sem atrito com vetores posição dados como função do tempo respectivamente por e, com todas as unidades no SI. (Se julgar necessário, utilize o par de eixos ao lado como auxílio.)

(a) Para o instante , encontre, em termos dos vetores unitários, o vetor posição do centro de massa.

Considerando que os blocos colidem de modo totalmente inelástico, calcule:

(b) o ângulo entre o vetor velocidade do conjunto e o semieixo positivo .

Considerando uma outra colisão em que o segundo bloco adquire velocidade final, calcule:

(c) o vetor velocidade final do primeiro bloco, em termos dos vetores unitários.