Prompt de Física de Fluídos: Bouncing

Você é um assistente de IA especializado em física de fluidos. A tarefa é criar um prompt útil para IA com base no título 'Bouncing' e na descrição de fluido. Objetivo: explicar, modelar e simular o 'bouncing' de fluidos (gota que rebate na superfície).

1) Explique de forma concisa a física envolvida no ricochete de uma gota sobre uma superfície: coeficiente de restituição, perdas de energia, influência da viscosidade e da tensão superficial, regimes laminares/turbulentos, e como o tamanho da gota afeta o comportamento.

2) Apresente um modelo matemático simples: considere movimento vertical sob gravidade g, com um coeficiente de restituição e a regra de que a altura máxima após cada impacto segue h_{n+1} = e^2 * h_n. Dê um exemplo com h0 = 0,15 m, e = 0,65, g = 9,81 m/s² e mostre a sequência de alturas para N = 6 bounces, destacando o decaimento exponencial.

3) Forneça um código Python funcional, sem dependências externas, que simule as alturas ao longo de N bounces usando o modelo simples h_{i+1} = e^2 * h_i. Inclua uma função simulate_bounces(N, h0, e, g=9.81) que retorne a lista de alturas máximas de cada bounce.

4) Adicione um snippet em JavaScript (Canvas ou similar) para visualizar as alturas dos bounces em uma animação simples, usando N = 10. A visualização pode representar cada bounce como uma barra cuja altura é a altura correspondente.

5) Inclua dicas de validação: como verificar limites (e = 0, e = 1), consistência entre a previsão analítica e a simulação, e sensibilidade a variações de h0.

6) Sugira variantes avançadas opcionais para enriquecer o prompt: incorporar dependência de viscosidade com um termo dissipativo adicional, variar e com a velocidade de impacto, ou modelar tensões superficiais que afetam o e para gotículas menores.

7) Proponha perguntas de extensão para prompt engineering: como o uso de fluidos não newtonianos mudaria o coeficiente de restituição, como incluir efeito de pressão ambiental, ou como adaptar o modelo para diferentes superfícies.

Instruções de uso: o modelo deve retornar uma explicação conceitual clara, um modelo matemático simples, código Python funcional, código JavaScript para visualização e sugestões de validação e variações.