Uma das competições que está ganhando popularidade no mundo está a Corrida nas escadas. Esta competição consiste em subir os degraus de um arranha-céu. Considerando uma pessoa com massa de 70kg que sobe correndo as escadas de um dos edifícios mais altos do mundo com uma altura de 443m, responda os itens abaixo:
a) Calcule o trabalho realizado pela atleta para alcançar o topo do edifício. b) Para que ela atinja o topo em 15 minutos, qual deve ser sua potência desenvolvida pela atleta?
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Resposta:
Explicação passo a passo na imagem
Explicação:
Resposta:
a) Portanto, o trabalho realizado pela atleta para alcançar o topo do edifício é aproximadamente 306,34 kJ
b) Portanto, para atingir o topo em 15 minutos, a potência desenvolvida pela atleta deve ser aproximadamente 340,38 W
Explicação passo a passo:
Olá!
a) Para calcular o trabalho realizado pela atleta ao subir as escadas do edifício, usamos a fórmula do trabalho realizado contra a gravidade:
Trabalho = Força × Deslocamento × cos(0)
Onde:
- Força = Peso = massa × aceleração devido à gravidade ( ( F = m × g ) )
- Deslocamento = altura do edifício ( ( d = 443 m) )
- (0) é o ângulo entre a direção da força e o deslocamento (no caso vertical, (0) = 0^°e cos(0^°) = 1))
Portanto, o trabalho realizado pela atleta é:
Trabalho = Força × Deslocamento × cos(0)
Trabalho = 70 kg × 9,8 m/s^2 × 443 m × 1
Trabalho = 70 × 9,8 × 443 J
Trabalho = 306,34 kJ
Portanto, o trabalho realizado pela atleta para alcançar o topo do edifício é aproximadamente 306,34 kJ
b) Para calcular a potência desenvolvida pela atleta, usamos a fórmula:
Potência= fração Trabalho / Tempo
O tempo dado é de 15 minutos, que convertido para horas é 15/60 = 0,25 horas.
Potência = 306,34 kJ / 0,25 h
Para obter a potência em watts, é necessário converter horas para segundos (1 hora = 3600 segundos).
0,25 h × 3600 s/h = 900s
Então, a potência desenvolvida pela atleta para atingir o topo do edifício em 15 minutos é:
Potência =306,34 kJ / 900s
Potência = 340,38 W
Portanto, para atingir o topo em 15 minutos, a potência desenvolvida pela atleta deve ser aproximadamente 340,38 W