Enunciado
Física - Príncipios de física - Serway - Princípios De Física: Mecânica Clássica e Relatividade - Ed: 5º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 62
Pedalando uma bicicleta num exercício aeróbico, uma mulher quer que sua frequência cardíaca fique entre e batimentos por minuto. Suponha que essa frequência seja diretamente proporcional à sua potência mecânica dentro do intervalo relevante. Despreze todas as forças no sistema mulher-mais-bicicleta, exceto atrito estático para frente sobre a roda da bicicleta e a resistência do ar proporcional ao quadrado de sua velocidade. Quando a velocidade é , sua frequência cardíaca é batimentos por minuto. Em que faixa deve estar sua velocidade para que essa frequência esteja na faixa que ela deseja?
Passo 1
E aiii gente, tudo bem com vocês?
Vamos fazer uma questãozinha aqui?
Vem comigo!
Conforme se move em velocidade constante, a bicicleta está em equilíbrio. A força de atrito para a frente é igual em magnitude à resistência do ar, que escrevemos como onde a é uma constante de proporcionalidade. A mulher exerce a força de fricção no solo; pela terceira lei de Newton, é a mesma magnitude novamente.
A potência da mulher é , onde c é outra constante e h é sua frequência cardíaca.
Temos que:
Passo 2
Para sua frequência cardíaca mínima, nós temos:
Então,