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Respostas
Para resolver esse problema, podemos utilizar a conservação da energia mecânica. Como não há atrito, a energia mecânica do sistema se conserva. Assim, a energia potencial gravitacional no ponto A é igual à energia cinética no ponto C, quando o bloco perde contato com a esfera. Podemos escrever a conservação da energia mecânica como: mgh = (1/2)mv² Onde m é a massa do bloco, g é a aceleração da gravidade, h é a altura do ponto A em relação ao ponto C e v é a velocidade do bloco no ponto C. Podemos calcular a altura h em função do raio R da esfera e da distância horizontal d percorrida pelo bloco durante o voo. Temos que: h = R - sqrt(R² - d²) Assim, podemos substituir h na equação da conservação da energia mecânica e isolar v: v = sqrt(2gh) = sqrt(2g(R - sqrt(R² - d²))) O tempo de voo t pode ser calculado a partir da equação da queda livre: h = (1/2)gt² Substituindo h por R - sqrt(R² - d²), temos: R - sqrt(R² - d²) = (1/2)gt² Isolando t, temos: t = sqrt(2(R - sqrt(R² - d²))/g) Substituindo os valores dados, temos: t = sqrt(2(135 - sqrt(135² - 102²))/9,8) ≈ 5,1 segundos Portanto, a alternativa correta é a letra b) 5,1.
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