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Questão 4

ITA 2021
Física

(ITA - 2021 - 2ª FASE)

Um maratonista de 80 kg corre meia hora, em local protegido do Sol, mantendo velocidade constante de 20 km/h. O trabalho exigido pelo exercício, por unidade de massa e distância, é de 0,60 kcal/(kg.km). Desconsiderando o efeito de ganho ou perda de calor por radiação de corpo negro, faça o que se pede, levando em conta que 1,0 cal = 4,2 J.

(a) Calcule o trabalho total dispendido, em kJ, no exercício.

(b) Define-se a eficiência do exercício como a razão entre o trabalho realizado e o custo metabólico total do exercício, que é a energia total consumida pelo organismo. Considerando que a eficiência da corrida descrita é de 60%, calcule o volume de água que precisa ser evaporado para manter constante a temperatura do corpo do atleta.

 

 

Gabarito:

Resolução:

{color{Red} a)}

W=alpha cdot mcdot d

W=0,6cdot frac{Kcal}{Kgcdot Km}cdot 80Kgcdot left ( 20cdot frac{Km}{h} cdot frac{1}{2}h
ight )

W=0,6cdot 4,2cdot 80cdot 10=48cdot 42
ightarrow {color{Red} W=2016Kj}

{color{Red} b)}

e=frac{W}{CM}

Em que: CM=W+Q

Dado que:

W= exercício físico.

Q= funções metabólicas 
ightarrow evaporação da água.

0,6=frac{W}{W+Q}

Q=frac{2}{3}cdot W

Q=mcdot L

mcdot 2400=frac{2}{3}cdot 2016

V_{H2O}=frac{2cdot 2016}{3cdot 1cdot 2400}

{color{Red} V_{H2O}=0,56 L}

 

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