Questão de Física — ITA 2025

Considere um pêndulo simples, com um fio ideal de comprimento $\ell$() sob ação da gravidade de aceleração $g$(g), e um sistema massa–mola na horizontal, com uma mola de comprimento natural $x_0$(x índice 0) e uma massa que desliza sobre uma superfície lisa, conforme a figura.

Ambos os corpos, o do pêndulo e o do sistema massa–mola, possuem a mesma massa. No instante inicial, o pêndulo é solto do repouso a partir de um pequeno ângulo $\theta$(teta) com a vertical, enquanto a massa do sistema massa–mola é solta também do repouso a partir de uma posição $x_1$(x índice 1), em que a mola se encontra comprimida. As duas massas colidem quando a mola atinge seu comprimento natural e quando o pêndulo está na vertical. Nesse instante, elas possuem a mesma velocidade. Assinale a alternativa que corresponde à relação entre o ângulo $\theta$(teta), de lançamento do pêndulo, e os outros parâmetros físicos relevantes.