Um estudante de engenharia gasta parte do seu dia caminhando para se deslocar entre salas de aula ou durante os intervalos e, nesse período, ele gasta energia a uma taxa média de 280 W . No restante do dia ele permanece sentado, estudando Física; durante esse período ele gasta energia com uma taxa média de 100 W . Se ele gasta uma total de
de energia, em uma dia de 24 h , qual é a parte do dia que ele gasta caminhando?
Passo 1
O exercício diz que nosso estudante gasta potência média de 280 W caminhando e 100 W sentado, num total de 24 h, consumindo 11 000 kJ (=11 MJ) de energia.
Conteúdo: Física – potência e energia (P = E/Δt → E = P·Δt)
O que precisamos:
Conteúdo: Física – potência e energia (P = E/Δt → E = P·Δt)
O que precisamos:
- entender que energia (E) é potência § vezes tempo (Δt),
- montar uma equação para as duas atividades (caminhar e estudar),
- resolver para o tempo caminhando.
Passo 2
Antes de tudo, lembra que potência é energia por segundo:
Então, a energia gasta caminhando é
e sentado é
, onde
está em horas (h).
Passo 3
Para evitar ficar convertendo segundos o tempo todo, vamos calcular “quantos joules por hora” cada atividade consome:
- 280 W = 280 J/s → por hora (3600 s):
- 100 W = 100 J/s → por hora:
O total de energia no dia é 11 MJ.
Passo 4
Agora montamos a equação de energia total:
Passo 5
Resolver para
:
Passo 6
O valor
h significa cerca de 3 horas e 0,64×60 min ≃ 38 min.
Resposta
Ele passa aproximadamente 3,64 horas (ou 3 h 38 min) caminhando por dia.