Questão 50 - AFA 2018

Na questão, quando necessário, use:

• Aceleração da gravidade: g = 10 m/s²;

• sen 19° = cos 71° = 0,3;

• sen 71°= cos 19° = 0,9;

• Velocidade da luz no vácuo: c = 3,0 ⋅10⁸ m/s ;

• Constante de Planck: h = 6,6 ⋅10^-34 J.s;

• 1eV = 1,6 ⋅10^-19 J;

• Potencial elétrico no infinito: zero.

Uma partícula é abandonada sobre um plano inclinado, a partir do repouso no ponto A, de altura h, como indicado pela figura (fora de escala). Após descer o plano inclinado, a partícula se move horizontalmente até atingir o ponto B. As forças de resistência ao movimento de A até B são desprezíveis. A partir do ponto B, a partícula então cai, livre da ação de resistência do ar, em um poço de profundidade igual a 3h e diâmetro x. Ela colide com o chão do fundo do poço e sobe, em uma nova trajetória parabólica até atingir o ponto C, o mais alto dessa nova trajetória.

Na colisão com o fundo do poço a partícula perde 50% de sua energia mecânica. Finalmente, do ponto C ao ponto D, a partícula move-se horizontalmente experimentando atrito com a superfície. Após percorrer a distância entre C e D, igual a 3h, a partícula atinge o repouso.

Considerando que os pontos B e C estão na borda do poço, que o coeficiente de atrito dinâmico entre a partícula e o trecho   é igual a 0,5 e que durante a colisão com o fundo do poço a partícula não desliza, a razão entre o diâmetro do poço e a altura de onde foi abandonada a partícula, , vale