Um pêndulo com comprimento L = 1m, inicialmente em repouso, sustenta uma partícula com massa m = 1kg . Uma segunda partícula com massa M = 1kg movimenta-se na direção horizontal com velocidade constante v0 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 g = 10 m/s² e a resistência do ar desprezível, determine:
a. a velocidade v0 da partícula com massa M antes do choque;
b. a força que o fio exerce sobre a partícula de massa m imediatamente após o fio bater no obstáculo.