Questão 7

Um artigo publicado na Revista Brasileira de Ensino de Física, em 2024, propõe um curioso experimento para medir a força de arrasto do ar em pipocas em movimento vertical. Para isso, os autores prepararam um sistema automatizado que mede a posição vertical y (m) em função do tempo t (s) de pipocas em voo após serem “estouradas” em uma panela aberta, como mostra a figura ao lado. O gráfico y versus t de um dos “voos” medidos também é exibido. a) Com base no gráfico y versus t, determine o deslocamento vertical máximo da pipoca nesse “voo”. b) Se a velocidade inicial da pipoca medida pelo experimento é de 3 m/s na vertical, qual seria o deslocamento vertical máximo na ausência de forças de arrasto e outras forças dissipativas? Uma das conclusões do artigo é que a força de arrasto em uma pipoca típica pode ser modelada pela expressão Farrasto = −bv${}^2$, onde v é o módulo da velocidade da pipoca, o sinal “-” indica que a força é sempre contrária ao movimento e a constante b pode ser estimada pelas medidas do experimento como b ≅ 0,4 g/m para velocidades acima de 2 m/s. c) Com base nessa expressão, qual é a velocidade máxima que uma pipoca de massa 0,2 g atinge após começar o seu movimento de queda vertical com velocidade inicial nula? Note e adote: Aceleração da gravidade: g = 10m/s 2