Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 1- Ed: 14º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 64
Ao se exercitar em uma barra, elevando o queixo acima dela, o corpo de um homem se eleva . (a) Qual é o trabalho realizado pelo homem por quilograma de massa de seu corpo? (b) Os músculos envolvidos nesse movimento podem produzir de trabalho por quilograma de massa do músculo. Se o homem consegue fazer a elevação de no limite de seu esforço máximo, qual é o percentual da massa de seu corpo constituído por esses músculos? (Por comparação, a porcentagem total de músculos de um homem de com de gordura é próxima a .) (c) Repita os cálculos da parte (b) para o filho do homem, cujos braços possuem a metade do comprimento dos do pai, porém com músculos que podem produzir de trabalho por quilograma de massa do músculo. (d) Adultos e crianças possuem aproximadamente a mesma porcentagem de músculos em seus corpos. Explique por que uma criança pode fazer uma flexão de braço na barra mais facilmente que seu pai
Passo 1
Eai pessoal, beleza?
O item (a) é bem tranquilinho, basta calcular o trabalho da força ascendente necessária para erguer o corpo oposta a gravidade. Essa força deve ter a mesma intensidade do peso, de modo que
Como queremos o trabalho por unidade de massa, temos que
Fazendo a conta:
Passo 2
Para um homem de , o trabalho total feito pelos músculos foi
Sabemos que cada de massa de músculo produz de energia, de modo que a massa de músculo é
Daí é só fazer a porcentagem com relação a massa total do corpo:
Aqui vale uma observação: o enunciado deu uma comparação dizendo que da massa do corpo é composta por músculos. Por que esse valor é tão maior que o achado por nós na resolução?
Ocorre que esses se referem a massa total de músculos no corpo, os nossos são referentes aos músculos do braço responsável pelo exercício físico!
Passo 3
Para a criança, temos que
Para achar a massa de músculo, dividimos essa energia por :
Por fim, para a porcentagem nós fazemos
Um detalhe importante: pois o braço da criança é metade do braço do adulto:
A criança pode fazer a flexão mais facilmente pois seu braço é menor, de modo que o trabalho por unidade de massa corporal é menor.