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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 14º - Capítulo 17.Problemas - Ex. 82

Donuts: café da manhã dos campeões! Um donut típico contém 2,0 g de proteína, 17 ,O g de carboidratos e 7 ,O g de gordura. Os valores médios de energia do alimento são 4,0 kcal/g para proteína e carboidratos e 9,0 kcal/g para a gordura. (a) Durante um exercício intenso, uma pessoa normal utiliza energia a uma taxa de 510 kcal/h. Quanto tempo você teria de se exercitar para "gastar" um donut? (b) Se a energia no donut pudesse, de alguma maneira, ser convertida em energia cinética de seu corpo como um todo, com que velocidade você poderia se mover depois de comer o donut? Considere que sua massa é 60 kg e expresse sua resposta em m/s e em km/h.

Passo 1

Fala galera, bora lá! Para resolvermos este problema é necessário entendermos sobre o assunto de dilatação térmica descrito na seção 17.4 deste capitulo. A expansão térmica é a propriedade que os materiais possuem, quando submetido a uma variação de temperatura a sua forma varia.

Passo 2

(a) Para resolvermos este problema encontraremos inicialmente a quantidade de energia total, onde o calor transferido através do donut é a mesma energia que é usada no exercício.

E T = 2 4 + 17 4 + 7 9

E T = 139   k c a l

Passo 3

Para encontrarmos o tempo necessário para gastar a energia fornecida pelo donut usamos a relação abaixo, substituindo os dados teremos:

t = E T E h = 139 510

Portanto, o tempo necessário para utilizar a energia obtida do donut em um treino é:

t = 0,273   h = 16,4   m i n

Passo 4

(b) Quando definimos K = Q , devemos expressar Q em Joule, para que possamos resolver para v em m / s .

K = 1 2 m v 2

v = 2 K m

Passo 5

Convertendo a energia de caloria para Joule e aplicando na expressão da velocidade, teremos:

K = 130000 4,18 = 581584   J

Portanto, a velocidade em m/s e km/h é:

v = 2 581584 60

v = 139,26   m / s = 501,36   k m / h

Resposta

  1. O tempo necessário para utilizar a energia obtida do donut em um treino é:

    2. t = 0,273   h = 16,4   m i n

  2. A velocidade em m/s e km/h é:

v = 139,26   m / s = 501,36   k m / h

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