Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 90
Qualquer pássaro, independentemente do tamanho, deve manter uma potência de saída de 10 a 25 W por quilograma de massa do corpo para poder voar batendo as asas. a) Um colibri dos Andes (Patagona gigas) possui massa de 70 g e bate as asas dez vezes por segundo enquanto está pairando. Estime o trabalho realizado por esse colibri em cada batida de asa. b) Um atleta de 70 kg pode manter uma potência de saída de 1,4 kW durante intervalos de tempo não superiores a alguns segundos; a potência de saída estacionária para um atleta típico é apenas cerca de 500 W. É possível um avião movido pela potência humana voar por um período longo batendo as asas? Explique.
Passo 1
O trabalho realizado pode ser definido como:
O pássaro de 70 g produz para a potência de saída energia em e para produz . Dividindo-se esse valor da energia gasta por batida de asa teremos que o trabalho é e .
Tudo certo até aqui?
Passo 2
O atleta para a potência constante de pode se manter no ar durante um limite de aproximadamente :
Para a potência máxima de saída do ser humano, o avião não pode ultrapassar para manter-se voando:
Percebe-se que o valor é acima do limite para se manter no ar. Dessa forma sabemos que o avião não pode ficar no ar por muito tempo. E aí, entendeu todo raciocínio? :^)
Resposta
Letra a) O trabalho estimado para o pássaro é entre 0,07 J/s e 0,175 J/s.
Letra b) O avião não é capaz de se manter no ar utilizando a potência de saída do ser humano, pois ultrapassa o limite de watts por kilo.