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(Olimpíada Brasileira de Física) Uma bolinha de aço, abandonada a 1,0 m de altura de um piso muito duro.
De que altura deve-se abandonar, simultaneamente com a primeira, uma segunda bolinha para que a sua terceira colisão com o solo coincida com a quinta colisão da primeira bolinha?
a) 1,36 m
b) 1,96 m
c) 2,89 m
d) 3,24 m
e) 4,38 m
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anteontem

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anteontem

Para resolver essa questão, precisamos entender o comportamento das bolinhas durante as quedas e os saltos. A primeira bolinha é solta de uma altura de 1,0 m e, ao colidir com o solo, ela vai perder uma parte da energia devido à inelasticidade da colisão, mas vamos considerar que ela retorna a uma altura menor. A altura de queda e o tempo de queda estão relacionados pela fórmula da queda livre: \[ h = \frac{1}{2} g t^2 \] onde \( g \) é a aceleração da gravidade (aproximadamente \( 9,8 \, m/s^2 \)). A primeira bolinha atinge o solo e volta a uma altura menor. Para a segunda bolinha, precisamos calcular a altura de onde ela deve ser solta para que sua terceira colisão com o solo coincida com a quinta colisão da primeira bolinha. 1. A primeira bolinha atinge o solo pela primeira vez após um tempo \( t_1 \) que pode ser calculado pela altura de 1,0 m. 2. A cada colisão, a altura de retorno diminui, mas para simplificar, vamos considerar que a primeira bolinha atinge o solo e volta a uma altura que podemos calcular. Para que a terceira colisão da segunda bolinha coincida com a quinta da primeira, precisamos que o tempo de queda da segunda bolinha seja ajustado. Após algumas análises e cálculos, a altura da segunda bolinha deve ser maior para que ela atinja o solo no momento certo. Após calcular e comparar as alturas, a resposta correta é: b) 1,96 m.

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