Uma bola de tênis de (pequena) massa m repousa sobre uma bola de basquete de (grande) massa M. A parte inferior da bola de basquete encontra-se a u...

Podemos resolver esse problema usando a conservação da energia mecânica. Antes da colisão, a energia mecânica total do sistema é dada por: Ei = mgh onde g é a aceleração da gravidade e h é a altura da bola de basquete em relação ao solo. Após a colisão, a bola de tênis sobe até uma altura h' acima do solo. Nesse ponto, a energia mecânica total do sistema é dada por: Ef = mgh' + (1/2)mv^2 onde v é a velocidade da bola de tênis no ponto mais alto de sua trajetória. Como a colisão é elástica, a energia mecânica total do sistema é conservada: Ei = Ef Substituindo as expressões para Ei e Ef, temos: mgh = mgh' + (1/2)mv^2 Simplificando, temos: h' = h + (v^2/2g) Agora, precisamos encontrar a velocidade da bola de tênis após a colisão. Como a colisão é elástica e M é muito maior que m, podemos assumir que a bola de basquete não se move após a colisão. Portanto, a velocidade do centro de massa do sistema antes e depois da colisão é a mesma: mvo = mv + M(0) onde vo é a velocidade da bola de tênis antes da colisão e v é a velocidade da bola de tênis após a colisão. Como a colisão é elástica, podemos usar a conservação do momento linear para encontrar v: mvo = mv Portanto, v = vo(m/M). Substituindo a expressão para v na equação para h', temos: h' = h + (vo^2/2g)(m/M)^2 Assim, a altura que a bolinha de tênis subirá após a colisão, medida a partir do solo, é dada por h'.