a) Observando-se o gráfico fornecido, verifica-se que a pipoca parte da posição yi = 0,02 m, em ti = 0, e atinge a posição máxima yf = 0,42 m, como ilustrado a seguir.

Logo, o deslocamento vertical máximo é:

começar estilo tamanho matemático 14px reto delta maiúsculo reto y com max subscrito igual a reto y com reto f subscrito menos reto y com reto i subscrito igual a 0 vírgula 42 menos 0 vírgula 02 fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px então espaço reto delta maiúsculo reto y com max subscrito igual a 0 vírgula 40 espaço reto m fim do estilo

b) Na ausência de arrasto e outras forças dissipativas, a única força aplicada na pipoca durante a subida é o seu peso. Logo, o módulo da aceleração da pipoca ao longo desse movimento será começar estilo tamanho matemático 14px abre barra vertical reto a fecha barra vertical igual a reto g igual a 10 espaço reto m dividido por reto s ao quadrado fim do estilo.

Como, no ponto mais alto, a velocidade é nula, temos que v = 0. Orientando-se a trajetória para cima, temos ainda que v0 = 3 m/s e a = - 10 m/s2.

Substituindo-se esses valores numéricos na equação de Torricelli, podemos obter o deslocamento máximo na ausência de arrasto e outras forças dissipativas, do seguinte modo:

começar estilo tamanho matemático 14px reto v ao quadrado igual a reto v com 0 subscrito com 2 sobrescrito mais 2 vezes reto a vezes reto delta maiúsculo reto y seta dupla para a direita fim do estilocomeçar estilo tamanho matemático 14px 0 ao quadrado igual a 3 ao quadrado mais 2 vezes parêntese esquerdo menos 10 parêntese direito vezes reto delta maiúsculo reto y com max subscrito fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px então espaço reto delta maiúsculo reto y com max subscrito igual a 0 vírgula 45 espaço reto m fim do estilo

c) De acordo com o enunciado, a pipoca é abandonada a partir do repouso. Nesse instante, a força de arrasto é nula e, portanto, a resultante das forças aplicadas na pipoca é o seu peso.

A partir desse instante, a pipoca acelera verticalmente para baixo. Como a força de arrasto aumenta de intensidade conforme a velocidade aumenta, a resultante, que corresponde à diferença entre o peso e o arrasto, diminui de intensidade conforme a pipoca se movimenta.

Em determinado instante, a resultante torna-se nula e a velocidade da pipoca é máxima:

começar estilo tamanho matemático 14px reto R igual a 0 seta dupla para a direita reto P igual a reto F com arr subscrito seta dupla para a direita fim do estilocomeçar estilo tamanho matemático 14px reto m vezes reto g igual a reto b vezes reto v com max subscrito com 2 sobrescrito fim do estilo

Substituindo-se os valores numéricos fornecidos, no SI:

começar estilo tamanho matemático 14px 0 vírgula 2 vezes 10 à potência de menos 3 fim do exponencial vezes 10 igual a 0 vírgula 4 vezes 10 à potência de menos 3 fim do exponencial vezes reto v com max subscrito com 2 sobrescrito fim do estilo

começar estilo tamanho matemático 14px então espaço reto v com max subscrito igual a raiz quadrada de 5 espaço reto m dividido por reto s quase igual 2 vírgula 24 espaço reto m dividido por reto s fim do estilo