Iniciante:
Situação Física: Podemos conservar a energia total da bolinha, transformando a potencial inicial em cinética no final. Há energia potencial entrando no sistema pois a massa que se agrega a este em alturas maiores que a tida como referência (base da montanha), contudo no enunciado se pede para considerar que está é perdida por atrito da bolinha (que não é dita deslizar perfeitamente). Logo basta descobrirmos a massa final da mesma e transformar a energia.
Resolução: O aumento de massa é dito ser linear, sendo que na metade da altura, foi para , nos levando a relação:
Ou seja, percorrendo toda a montanha, há um aumento de , totalizando ao findar da descida. Conservando a energia:
E por fim:
Obs.: O autor perde perdão pois de início não havia pedido para descontar a energia adquirida, dificultando a questão.
Intermediário:
Situação Física: Quanto se puxa o elástico é feita uma força na haste. Como não é dito como o elástico é puxado, podemos assumir ser horizontal, e para que a haste não se mova, uma força igual deverá ser aplicada pela mão. Mas para que o mesmo fique na vertical, nenhuma força precisa ser aplicada neste caso.
Avançado:
Situação Física: Primeiramente devemos lembrar que a densidade de corrente por área pode ser escrita como , onde é o campo o local. Além disso, sabemos que . Com o método das imagens, podemos imaginar a existência de uma segunda esfera, simétrica a primeira em relação ao plano e com carga oposta. Por fim precisaremos de nos lembrar de associação de resistores em séria, a qual soma as resistências.
Resolução: Primeiramente, assumimos uma carga em uma esfera e na outra. O campo na primeira esfera se da por:
Sendo :
Logo:
Para a diferença de potencial temos:
Sendo :
Assim obtemos:
Chegamos a:
Contudo tal valor representa a resistência entre as duas esferas. Como a distância entre elas é o dobro da distância da esfera real ao plano, podemos enxergar como uma associação em série de duas resistências iguais, tendo por fim: