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Enunciado

Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 93

Potência do coração humano. O coração humano é uma bomba potente e extremamente confiável. A cada dia ele recebe e descarrega cerca de 7500 l de sangue. Suponha que o trabalho realizado pelo coração seja igual ao trabalho necessário para elevar essa quantidade de sangue até uma altura igual à altura média de uma mulher norte-americana (1,63 m). A densidade (massa por unidade de volume) do sangue é igual a 1,05 103 kg/m3. a) Qual é o trabalho realizado pelo coração em um dia? b) Qual a potência de saída em watts

Passo 1

O trabalho realizado pelo coração é equivalente a energia potencial gravitacional, dessa forma tem-se que:

W   =   E p o t e n c i a l

W   =   m g h

Como não sabemos a massa do coração, devemos coloca-la em termos de densidade e volume que são os dados fornecidos pela questão, logo:

W   =   ρ v g h

Agora é só substituir os valores, fácil né?

Passo 2

Substituindo os valores dados na questão, temos que:

W   =   ( 1,05 × 10 3 ) ( 7500 × 10 - 3 ) ( 9,80 ) ( 1,63 )

W   =   1,26   ×   10 5   J

Passo 3

A potência pode ser definida como a energia sobre o tempo:

E   =   P t

P   =   E t

Como a energia é equivalente ao trabalho calculado anteriormente e considerando o tempo como 1 dia = 24 horas = 86400 s, basta substituir os valores:

P   =   1,26 × 10 5 86400

P   =   1,46   W

Moleza né? O coração até saltou de alegria

Resposta

Letra a) O trabalho em um dia é W = 1,26 × 105 J.

Letra b) A potência de saída em watts é P = 1,46 W.

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