Questões de Física - UNESP 2011

Questão
2011Física

(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 \((cos \, \theta = 0,\!50 \ \mathrm{e} \ sen \, \theta \cong 0,\!87)\) com a vertical e colide frontalmente com a bola 2, idêntica à bola 1, lançando-a horizontalmente.

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.

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