Suponha que a taxa máxima de energia que uma pessoa de 60 kg pode gastar é de 250 W . Admitindo uma eficiência de
para a conversão de energia química em energia mecânica estime quão rápido você pode subir quatro lances de escada, com cada lance tendo uma altura de
.
Passo 1
O enunciado diz que uma pessoa de massa
pode fornecer no máximo
de potência metabólica, com eficiência
na conversão em potência mecânica. Queremos subir quatro lances de escada, cada um de altura
. O conteúdo aqui é energia potencial gravitacional e relação entre trabalho, potência e tempo.
Passo 2
O desnível total é
O trabalho mínimo necessário para elevar a massa
nesse desnível é
Passo 3
Como só
da potência metabólica vira trabalho mecânico, a potência útil é
Passo 4
A relação entre trabalho, potência e tempo é
. Logo,
Passo 5
Convertendo para minutos,
. Em termos de velocidade vertical média,
Resposta
Você levaria cerca de
(aproximadamente
minutos) para subir os quatro lances, o que corresponde a uma velocidade de subida de cerca de
.