Questão conceitual
Uma bola é arremessada para cima, no ar, com uma velocidade maior que a velocidade terminal, e cai no mesmo ponto de onde foi lançada. Durante o movimento, a força de atrito com o ar foi maior
(a) logo depois do lançamento.
(b) na metade da subida.
© no ponto mais alto da trajetória.
(d) na metade da descida.
(e) no final da queda.

Passo 1

Beleza, temos uma bola lançada pra cima com velocidade inicial maior que a velocidade terminal e que acaba caindo de novo no mesmo ponto. A ideia aqui é entender como a força de atrito do ar (ou resistência do ar) varia ao longo da subida e da descida. O conteúdo é dinâmica com arrasto, e vamos usar a equação da força de arrasto proporcional ao quadrado da velocidade:
Fat = k,v^2
e lembrar que a velocidade terminal k,vt^2 = m,g ocorre quando

Passo 2

Primeiro, o que é essa tal de força de arrasto? É uma força que sempre aponta contra o movimento e cujo módulo cresce com o quadrado da velocidade. Ou seja, quanto mais rápido o objeto se move, maior é .

Passo 3

No lançamento, a bola sai com velocidade inicial . Como foi dito, . Logo, o valor de logo depois do lançamento é o maior de toda a trajetória (porque na subida ela só vai desacelerar até parar, e na descida ela nunca ultrapassa , que é menor que ).

Passo 4

Como depende de , a força de atrito do ar será máxima justamente quando é máxima. Nós vimos que o maior ocorre logo depois de sair da mão, no instante inicial.

Resposta

Letra (a): logo depois do lançamento.

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