13. Uma haste delgada de comprimento L = 2,13 m e de massa desprezível pode girar em um plano vertical, apoiada num de seus extremos. A haste é afa...

Para resolver esse problema, podemos utilizar o princípio da conservação da energia mecânica. Inicialmente, a bola de chumbo está em repouso, então sua energia cinética é zero. A energia potencial gravitacional da bola é dada por mgh, onde m é a massa da bola, g é a aceleração da gravidade e h é a altura em relação à posição mais baixa. A energia potencial gravitacional da bola é convertida em energia cinética quando a bola passa pela posição mais baixa. Podemos calcular a altura h em relação à posição mais baixa usando a trigonometria. Temos que h = L(1 - cosθ), onde L é o comprimento da haste e θ é o ângulo de afastamento da haste. Substituindo os valores, temos h = 1,22 m. A energia potencial gravitacional da bola na posição mais alta é mgh = mgh = mgL(1 - cosθ). A energia cinética da bola na posição mais baixa é 1/2mv², onde v é a velocidade da bola na posição mais baixa. Pela conservação da energia mecânica, temos que a energia potencial gravitacional na posição mais alta é igual à energia cinética na posição mais baixa. Então, podemos igualar as duas equações e resolver para v: mgh = 1/2mv² v = √(2gh) Substituindo os valores, temos: v = √(2 x 9,81 x 1,22) = 4,23 m/s Portanto, a velocidade da bola de chumbo presa à extremidade inferior, ao passar pela posição mais baixa, é de aproximadamente 4,23 m/s. A alternativa correta é a letra D.