Um atleta de 80 kg massa, durante uma prova de atletismo, percorre 100m rasos durante um intervalo de tempo de 9,0 segundos, cruzando a linha de chegada com uma velocidade escalar de 43,2 km/h. Adote que 1 cal= 4 joules e desconsidere os efeitos de resistência do ar que consumiria energia do organismo do atleta. Podemos afirmar que a energia média gasta, por segundo, pelas forças musculares do atleta, em calorias, é de:
a) 160
b) 240
c) 360
d) 640
e) 4720
Respostas
Letra A
160 cal/s
A energia de seus músculos, como a resistência do ar foi desconsiderada, teria sido totalmente transformada em energia cinética.
O trabalho pode ser calculado pela variação da energia cinética e. pela questão, sabemos que a energia cinética inicial é igual a zero.
A energia cinética de um móvel está relacionada à velocidade e a sua massa, por meio da equação que se segue abaixo-
Ec = mv²/2
A questão nos informa que -
m = 80 kg
V = 43,2 km/h
Para transformar a velocidade em m/s devemos dividir o seu valor por 3,6.
V = 43,2/3,6 = 12 m/s
Substituindo os valores na equação, teremos-
Ec = 80· (12)²/2
Ec =80· 144/2
Ec = 80· 72
Ec = 5760 joules = W
Para transformar em calorias -
1 cal ------------------------- 4 joules
x cal ------------------------- 5760
x = 1440 cal
Para calcular a potência (divide o trabaljho realizado pelo tempo) -
P = W/t
P = 1440/9
P = 160 cal/s