Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 96
Energia de locomoção. Em solo plano, uma pessoa de requer cerca de de potência metabólica para caminhar a uma velocidade constante de . Usando a mesma potência de saída metabólica, essa pessoa pode pedalar sobre uma bicicleta pela mesma extensão a 15 km/h.
Uma pessoa de caminha a uma velocidade constante de sobre uma esteira com uma inclinação de . (Ou seja, a distância vertical coberta é da distância horizontal percorrida.) Se considerarmos que a potência metabólica exigida é igual à requerida para caminhar em uma superfície plana mais a taxa do trabalho para a subida vertical, quanta potência é necessária?
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Passo 1
Vamos encarar essa questão de frente! Então vem comigo!
O enunciado diz que a potência exigida (ou total) é igual a potência gasta em uma caminha na horizontal mais a taxa do trabalho para a subida na vertical, mas isso não deixa de ser potência, assim:
A potência na horizontal nós já temos que é de , agora a potência vertical podemos encontrar usando a seguinte equação:
Onde para esse caso temos que é a força peso e é a velocidade na vertical.
Para achar essa velocidade na vertical temos que prestar a tenção na informação que o enunciado fornece sobre a inclinação da esteira.
Essa inclinação de significa que a pessoa tem uma velocidade na direção vertical igual a da velocidade na horizontal.
Passo 2
Então sabendo que a velocidade na horizontal é:
Temos que:
Passo 3
Com isso podemos calcular a potência gasta na vertical, temos:
Como e são paralelas, temos que:
Usando os valores que conhecemos, temos:
Passo 4
Com isso temos que a potência exigida é igual a:
Logo a alternativa mais próxima é a letra .