Question

Um atleta resolveu perder peso subindo e descendo, tão rápido quanto possível, uma escada de 100 degraus,
medindo cada um deles 0,15 m de altura. Ele estabeleceu a meta de subir a escada em 80 segundos. O atleta
tem massa igual a 80 kg, e a eficiência de seus músculos é de 20%, ou seja, de 100 J de gordura
metabolizada, dos quais 20 J são utilizados para realizar o trabalho mecânico de subir a escada, sendo o
restante eliminado na forma de calor. Tendo como referência essas informações e considerando a gravidade
local igual a 10 m/s2
, julgue os itens a seguir em C (certo) ou E (errado).

1. (C) (E) Para subir os 100 degraus da referida escada, o atleta desenvolverá potência igual a 150 W.
2. (C) (E) O trabalho realizado pelo atleta para subir a escada será menor, quanto mais devagar ele a subir.
3. (C) (E) Se o atleta subir a escada três vezes, mas descer de elevador, a gordura metabolizada, nessa
ocasião, será igual a 180 kJ.
4. (C) (E) Ao subir a escada o atleta tem um aumento de Energia Potencial Gravitacional que é adquirido
pela transformação de energia mecânica no processo.
5. (C) (E) Não há mudança nas formas de energia no processo, pois energia não pode ser criada ou
destruída.

Answer 1

Olá, tudo bem? Vamos analisar cada item:

 

1. (C) (E) Para subir os 100 degraus da referida escada, o atleta desenvolverá potência igual a 150 W.

(C) Cada degrau da escada tem altura de 0,15 metros, então 100 degraus terão uma altura de h = 0,15x100 =15 m. A energia dissipada pelo atleta é a energia potencial gravitacional devido a sua altura. Esta energia é calculada por

Epg = W = mgh

mgh = 80.10.15=12.000 J

A potência é calculada por

P = W/∆t

P =12.000/80 

P = 150W.

 

2. (C) (E) O trabalho realizado pelo atleta para subir a escada será menor, quanto mais devagar ele a subir.

(E) O trabalho realizado pelo atleta para subir a escada é a própria energia potencial gravitacional que não depende do tempo de subida.

 

3. (C) (E) Se o atleta subir a escada três vezes, mas descer de elevador, a gordura metabolizada, nessa ocasião, será igual a 180 kJ.

(E) Antes de subir a escada, a gordura metabolizada equivale a 100J. Após a realização do trabalho de subir a escada, ele tem essa gordura zerada, visto que tudo foi gasto em calor e trabalho mecânico.

 

4. (C) (E) Ao subir a escada o atleta tem um aumento de Energia Potencial Gravitacional que é adquirido pela transformação de energia mecânica no processo.

(C) Ao subir, há transformação de energia cinética (que é uma forma de energia mecânica, do movimento) em energia potencial gravitacional (que é outra forma de energia mecânica, que pode ser armazenada).

 

5. (C) (E) Não há mudança nas formas de energia no processo, pois energia não pode ser criada ou destruída.

(E) A energia realmente não pode ser criada ou destruída, mas pode ser transformada, resultando portanto, na mudança das formas de energia.

Espero que eu tenha conseguido te ajudar! Bons estudos!