Questão 3 ITA 2024 · Vestibular 2024 · 1ª fase: Quantidade de movimento e colisões

Quando necessário, use: \(g=10\) m/s²; \(c=3{,}0\times10^8\) m/s; \(G=6{,}7\times10^{-11}\) N·m²/kg²; \(M_{Terra}=6{,}0\times10^{24}\) kg; \(R_{Terra}=6{,}4\times10^6\) m; \(\sqrt{60}\approx7{,}7\); \((1+x)^n\approx1+nx\) quando \(|x|\ll1\).

Uma esfera de raio \(R\) possui uma cavidade esférica interna de raio \(R/2\) conforme mostra a figura. A cavidade tangencia internamente a esfera no seu ápice A, que está a uma altura \(H=15R\) do ponto S, localizado no solo verticalmente abaixo. Os dois centros de curvatura e o ponto A se encontram na linha vertical que passa por S. A esfera é então abandonada de seu repouso em queda livre, atinge o solo em S e inverte seu movimento.