Enunciado
Física - Okuno - Física para Ciências Biológicas e Biomédicas- Ed: 1º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 6
Uma pessoa de 70 kg subiu a pé, em 3 horas, uma montanha de 1 000 m de altura. Durante a subida, essa pessoa consumiu a uma taxa de 2 l/min. Uma dieta típica, segundo a Tabela 11.1, libera 4,9 kcal por litro de . Dado , calcule:
a. o trabalho externo realizado por ela;
b. a potência média com que foi realizado esse trabalho;
c. a eficiência com que foi realizado o trabalho externo calculado no item a;
d. a quantidade de energia transformada em calor pelo corpo dessa pessoa;
e. o que essa pessoa precisa comer para recuperar a energia gasta pelo seu corpo
Passo 1
a) Para começar, vamos ver qual foi o trabalho externo realizado pela pessoa
Temos:
Mas , então:
Esse é o trabalho externo realizado, beleza?
Agora vamos para os próximos itens
Passo 2
b) Humm beleza, aqui queremos a potência média
Sabemos que a pessoa subiu a montanha em
Então, a potência vai ser:
Fechou?
Passo 3
c) Pra começar, vamos ver qual foi o consumo de energia usando análise dimensional:
Assim, temos:
Então, a eficiência vai ser:
Passo 4
d) Da segunda lei da termodinâmica, temos:
Mas temos e , então:
Passo 5
e) Para sabermos a quantidade de alimento que a pessoa vai ter que comer, vamos lembrar que o valor calórico de uma dieta típica é , então:
E acabamossss!