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 a por quilograma de massa do corpo para poder voar batendo as asas. a) Um colibri dos Andes (Patagona gigas) possui massa de 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 pode manter uma potência de saída de durante intervalos de tempo não superiores a alguns segundos; a potência de saída estacionária para um atleta típico é apenas cerca de . É possível um avião movido pela potência humana voar por um período longo batendo as asas? Explique.
Passo 1
- Oi, galerinha! Tudo bom? Pode não parecer, mas essa é uma questão bem direta. Lembra que o trabalho realizado pode ser definido como:
- O atleta para a potência constante de pode se manter no ar durante um limite de aproximadamente :
Agora vamos para o enunciado! O pássaro bate as asas dez vezes por segundo para a potência de saída por grama. Então substituindo na fórmula
Como o pássaro pesa . A energia será,
Para , teremos
Logo, cada pássaro,
Tudo certo até aqui?
Passo 2
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
- O trabalho estimado para o pássaro é entre e .
- 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.