Um pêndulo com comprimento , inicialmente em repouso, sustenta uma partícula com massa . Uma segunda partícula com massa movimenta-se na direção horizontal com velocidade constante até realizar um choque perfeitamente inelástico com a primeira. Em função do choque, o pêndulo entra em movimento e atinge um obstáculo, conforme ilustrado na figura. Observa-se que a maior altura alcançada pela partícula sustentada pelo pêndulo é a mesma do ponto inferior do obstáculo. O fio pendular possui massa desprezível e permanece sempre esticado. Considerando a aceleração da gravidade e a resistência do ar desprezível, determine:
a) a velocidade da partícula com massa antes do choque;
b) a força que o fio exerce sobre a partícula de massa imediatamente após o fio bater no obstáculo.