Prof. Huemerson Maceti “Preparem-se para encrenca, encrenca em dobro! Para unir as pessoas de nossa nação! Para denunciar os males da verdade e do amor! Para estender o nosso poder as estrelas! Jessie! James! Equipe Rocket decolando na velocidade da luz! Renda-se agora ou preparem-se para lutar!” (Equipe Rocket)
1. Em uma batalha Pokémon, Pikachu (ピカチュウ) aplicou o famoso “Choque do Trovão”, onde enviou raios que transportaram para seu oponente uma carga de 5 C sob uma diferença de potencial de 200 MV. Considere U = E/Q e 1 J = 3 x 10-7 kWh, sendo U = diferença de potencial (V), E = Energia (J) e Q = Carga Elétrica (C), e 1 cal = 4J. a) Calcule o tempo que a energia liberada por esse raio poderia manter em funcionamento uma residência que consome 150 kwh/mês de Energia Elétrica. b) O Picachu se alimenta de pequenas frutas chamadas de “Berries”, que possuem valor energético: 100 kCal/100g. Calcule a quantidade de Berries que ele precisaria comer para emitir esse ataque. Considere que seu corpo tenha eficiência de 100%. c) Segundo o expert Guilherminho (meu filho) o Pikachu também gosta de “pokelinas”, uma pequena fruta colorida. Em um dos episódios, com a ingestão de apenas 5 pokelinas, Pikachu foi capaz de manter um Centro Pokémon funcionando por 1 dia inteiro. Considere que o consumo de energia elétrica do Centro Pokémon é de 1500 kWh/mês. Calcule o valor energético de uma pokelina. Um lanche “X-Tudo” possui em média 1500 kcal. Uma pokelina possui energia equivalente a quantos lanches x-tudo?
2. Graveler é um Pokémon do tipo Pedra e utiliza sua energia cinética em seus poderosos ataques. Considere que Graveler ocupe um volume de 200L, tenha densidade de 2,7 g/cm³ (granito) e consiga se locomover com velocidade de 90 km/h. a) Calcule a Energia associada ao ataque. b) Sabendo que o tempo de contato de Graveler com seu alvo seja 0,1s, ou seja, que ele demore esse tempo para parar completamente após a colisão com o alvo, que permanece parado todo o tempo, calcule o valor da Força desse impacto. c) Sabendo que o alvo possui massa de 290 kg, qual dos dois sofreu uma força maior, Graveler ou o alvo? Justifique.
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3. Mewtwo é um Pokémon lendário do tipo psíquico, criado por manipulação genética com base no Mew, outro raro Pokémon. Ele consegue mover objetos através da telecinesia. Em um dos episódios, Mewtwo utilizou seus poderes para levantar Ash, um treinador Pokémon de massa 70 kg a uma altura de 30 m. Considere que Mewtwo possua uma eficiência energética de 20%, ou seja, que 20% da energia que ele recebe dos alimentos pode ser convertida em telecinese. Uma barra de chocolate ao leite possui valor energético de 539.6 kcal/100g = 2266 kJ/100g. Calcule a quantidade de chocolate ao leite que Mewtwo deve ingerir para conseguir repor a energia gasta nessa manobra. 4. Ivanildo é um exímio caçador de Pokémons e, durante o Carnaval de 2016, na cidade do Rio de Janeiro, foi visto em um baile de salão abraçado com um ser estranho, que acredita-se ser um raro Pokémon todos se perguntam, afinal, “Quem é esse Pokémon?”, mas isso continua sendo um grande mistério. Grande caçador de Pokémons, Ivanildo fez uma grande aquisição para sua coleção, o poderoso Charmander. Na figura abaixo temos o momento da captura do Charmander no esplendoroso jardim de sua residência, reconstruída a partir de fotografias múltiplas. Nessa representação, está indicada, também, em linha tracejada, a trajetória da pokebola. Utilizando a escala estabelecida pela altura do lançamento, de 1,0 m, é possível estimar que a pokebola atingiu uma altura máxima de 2,25 m, e que isso ocorreu a uma distância de 3,0 m, na horizontal, a partir do início do salto, como indicado na figura. A pokebola atingiu Charmander a uma altura de 45 cm do solo. Considerando essas informações, estime: a) A velocidade horizontal média, VH, em m/s, da pokebola durante o arremesso. b) O intervalo de tempo entre o instante em que a pokebola foi arremessada e o instante em que a mesma atingiu Charmander. c) A distância D entre a bola e Charmander no início do arremesso. d) A energia empregada no arremesso, sabendo que a pokebola tem massa m = 500g.
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5. O gráfico velocidade contra tempo, mostrado adiante, representa o movimento retilíneo de um Bulbasaur de massa m = 10 kg num campo de grama molhada. No instante t = 6 s o Bulbasaur vê um membro da “Equipe Rocket” à sua frente e começa a frear. Bulbasaur, então, com as patas travadas, desliza no campo parar completamente. Despreze a resistência do ar. a) Qual é o coeficiente de atrito entre as patas do Bulbasaur e o campo? b) Qual o trabalho, em módulo, realizado pela força de atrito entre os instantes t = 6 s e t = 8 s?
6. Alamomola é um Pokémon raro, que tem uma calda em forma de mola, a qual utiliza para ficar saltitando. O gráfico a seguir indica como o módulo da força elástica da mola varia com a posição x do Pokémon. Calcule o trabalho realizado pela força elástica da calda do Alamomola para levá-lo da posição x = 40 cm até a posição x = 20 cm.
7. Geodude é um Pokémon do tipo Pedra, com massa m = 20 kg. Ele investe contra a parede de 50 cm de espessura, de um famoso Centro Pokémon, com velocidade inicial Vo = 50 m/s, saindo do outro lado com velocidade V = 10 m/s. Como você acaba de ser contratado como engenheiro chefe desse centro, pretende fazer uma parede capaz de deter esse Pokémon. Calcule a espessura mínima de parede capaz de bloquear totalmente este ataque Pokémon.
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8. Uma pokebola de massa m = 500 g é lançada do solo, com velocidade V0 e ângulo θ, menor que 90o. Despreze qualquer movimento de rotação dessa pokebola e a influência do ar. O valor da aceleração da gravidade, no local, é g = 10 m/s². O gráfico abaixo mostra a energia cinética da pokebola como função do seu deslocamento horizontal, x. Analisando o gráfico, podemos concluir que a altura máxima atingida pela pokebola é:
9. Uma pokebola de 2,0 kg (já com um Pokémon armazenado) é lançada a partir do solo na direção vertical com uma velocidade inicial tal que a mesma alcança a altura máxima de 100 m. O gráfico mostra a dependência da força de atrito Fa , entre a pokebola e o meio, com a altura. Determine a velocidade inicial da pokebola.
10. Em uma caminhada, Meowth consome 2 litros de O2 por minuto, quantidade exigida por reações que fornecem a seu organismo 40 kJ/minuto (ou 10 "calorias dietéticas"/minuto). Em dado momento, o Pokémon passa a correr, voltando depois a caminhar. O gráfico representa seu consumo de oxigênio em função do tempo.
Por ter corrido, qual foi, aproximadamente, a quantidade de energia consumida por Meowth a mais, do que se tivesse apenas caminhado durante todo o tempo? 4
11. Golbat é um Pokémon do tipo voador. Em um Centro Pokémon, um cata-vento utiliza a energia cinética do vento provocado por suas asas para acionar um gerador elétrico. Para determinar essa energia cinética deve-se calcular a massa de ar contida em um cilindro de diâmetro D e comprimento L, deslocando-se com a velocidade do vento V e passando pelo cata-vento em t segundos. Veja a figura a seguir. A densidade do ar é 1,2 kg/m3, D = 10,0 m e V = 30m/s. Aproxime π =3.
Admitindo que este cata-vento converte 25% da energia cinética do vento em energia elétrica, qual é a potência elétrica gerada?
12. Suponha que um Graveler de 500 kg colida frontalmente com um lago a 360 km/h. A colisão é perfeitamente inelástica e libera enorme quantidade de calor. Sabendo-se que são necessários 2,5 × 106 J para vaporizar 1,0 litro de água, calcule a quantidade de água que evaporaria nessa colisão.
“As circunstâncias do nascimento de alguém são irrelevantes; é o que você faz com o dom da vida que determina quem você é”. (Mewtwo - Pokémon - O Filme)
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