Desafios - Quarta Semana

Boa Noite :)

Segue as questões de desafio da semana!!!

Questão 01

UNESP 2011

A figura apresenta um esquema do aparato experimental proposto para demonstrar a conservação da quantidade de movimento linear em processo de colisão. Uma pequena bola 1, rígida, é suspensa por um fio, de massa desprezível e inextensível, formando um pêndulo de 20 cm de comprimento. Ele pode oscilar, sem atrito, no plano vertical, em torno da extremidade fixa do fio. A bola 1 é solta de um ângulo de 60º (cos θ = 0,50 e sen θ ≅ 0,87) com a vertical e colide frontalmente com a bola 2, idêntica à bola 1, lançando-a horizontalmente.

(C. Chesman, et al. Colisão elástica: um exemplo didático e lúdico. Física na Escola, 2005. Adaptado.)
Considerando o módulo da aceleração da gravidade igual a 10 m/s², que a bola 2 se encontrava em repouso à altura H = 40 cm da base do aparato e que a colisão entre as duas bolas é totalmente elástica, calcule a velocidade de lançamento da bola 2 e seu alcance horizontal D.

Questão 02

UNESP 2019
Um caminhão de brinquedo move-se em linha reta sobre uma superfície plana e horizontal com velocidade constante. Ele leva consigo uma pequena esfera de massa m = 600 g presa por um fio ideal vertical de comprimento L = 40 cm a um suporte fixo em sua carroceria.

Em um determinado momento, o caminhão colide inelasticamente com um obstáculo fixo no solo, e a esfera passa a oscilar atingindo o ponto mais alto de sua trajetória quando o fio forma um ângulo θ = 60º em relação à vertical.

Adotando g = 10 m/s², e desprezando a resistência do ar, calcule:

a) a intensidade da tração no fio, em N, no instante em que a esfera para no ponto mais alto de sua trajetória.

b) a velocidade escalar do caminhão, em m/s, no instante em que ele se choca contra o obstáculo.

Questão 03

FUVEST 2019

Um bloco de massa m = 400 g está encostado em uma mola que foi comprimida de = 0,2 m em relação a seu comprimento natural. Em um determinado instante, a mola é solta e o bloco adquire velocidade e percorre uma distância d = 0,5 m sobre uma superfície horizontal com coeficiente de atrito Δx= 0,3 e executa um loop de raio R = 0,9 m.

Determine

a) a energia cinética ΔE perdida pelo bloco ao longo do percurso de comprimento d;

b) as velocidades mínimas vA e vB que o bloco deve ter, respectivamente, nos pontos A e B, indicados na figura, para conseguir completar o loop;

c) o menor valor da constante elástica k da mola para que o bloco complete o loop.

Note e adote:

 Aceleração da gravidade = 10 m/s²

Não há atrito entre o bloco e a pista em loop.

Ignore a resistência do ar.

A figura é esquemática e não está em escala