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FUVEST 2026 - Um artigo publicado na Revista Brasileira de Ensino de Física, em 2024, propõe um curi

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 𝑦𝑦 (m) em função do tempo 𝑡𝑡 (s) de pipocas em voo após serem “estouradas” em uma panela aberta, como mostra a figura ao lado. O gráfico 𝑦𝑦 versus 𝑡𝑡 de um dos “voos” medidos também é exibido. a) Com base no gráfico 𝑦𝑦 versus 𝑡𝑡, 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 𝐹𝐹𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎 = −𝑏𝑏𝑣𝑣2, onde 𝑣𝑣 é o módulo da velocidade da pipoca, o sinal “-” indica que a força é sempre contrária ao movimento e a constante 𝑏𝑏 pode ser estimada pelas medidas do experimento como 𝑏𝑏 ≅ 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: 𝑔𝑔 = 10m/s2