Para resolver essa questão, vamos usar a conservação da energia e a conservação do momento linear. 1. Conservação da energia: Quando o bloco atinge a altura máxima de 20 cm, toda a energia cinética do sistema (bloco + projétil) se transforma em energia potencial gravitacional. A energia potencial no ponto mais alto é dada por: \[ E_p = m \cdot g \cdot h \] onde: - \( m = 5 \, \text{kg} \) (massa do bloco) - \( g = 10 \, \text{m/s}^2 \) - \( h = 0,2 \, \text{m} \) Calculando: \[ E_p = 5 \cdot 10 \cdot 0,2 = 10 \, \text{J} \] 2. Conservação do momento linear: Antes da colisão, o momento do projétil é igual ao momento do sistema (bloco + projétil) após a colisão. Seja \( v \) a velocidade do projétil antes da colisão e \( V \) a velocidade do sistema após a colisão. A massa do projétil é \( 0,05 \, \text{kg} \) e a do bloco é \( 5 \, \text{kg} \). A equação de conservação do momento é: \[ m_{projétil} \cdot v = (m_{projétil} + m_{bloco}) \cdot V \] 3. Encontrando \( V \): A velocidade \( V \) após a colisão pode ser encontrada usando a energia potencial: \[ E_p = \frac{1}{2} (m_{projétil} + m_{bloco}) V^2 \] \[ 10 = \frac{1}{2} (0,05 + 5) V^2 \] \[ 10 = \frac{1}{2} (5,05) V^2 \] \[ 20 = 5,05 V^2 \] \[ V^2 = \frac{20}{5,05} \] \[ V^2 \approx 3,96 \] \[ V \approx 1,99 \, \text{m/s} \] 4. Substituindo na equação de momento: \[ 0,05 \cdot v = (0,05 + 5) \cdot 1,99 \] \[ 0,05 \cdot v = 5,05 \cdot 1,99 \] \[ 0,05 \cdot v = 10,04 \] \[ v = \frac{10,04}{0,05} \] \[ v \approx 200,8 \, \text{m/s} \] Assim, a velocidade do projétil no instante em que atinge o bloco é aproximadamente 202 m/s. Portanto, a alternativa correta é: a) 202 m/s.