Uma análise criteriosa do desempenho de Usain Bolt na quebra do recorde mundial dos 100 metros rasos mostrou que, apesar de ser o último dos corredores a reagir ao tiro e iniciar a corrida, seus primeiros 30 metros foram os mais velozes já feitos em um recorde mundial, cruzando essa marca em 3,78 segundos. Até se colocar com o corpo reto, foram 13 passadas, mostrando sua potência durante a aceleração, o momento mais importante da corrida. Ao final desse percurso, Bolt havia atingido a velocidade máxima de 12 m/s.
Disponível em: http://esporte.uol.com.br. Acesso em: 5 ago. 2012 (adaptado)
Supondo que a massa desse corredor seja igual a 90 kg, o trabalho total realizado nas 13 primeiras passadas é mais próximo de:
Esta questão avalia o Teorema Trabalho-Energia, que estabelece que o trabalho total realizado sobre um objeto é igual à variação de sua energia cinética.
O corredor parte do repouso (velocidade inicial v_0 = 0) e ao final das 13 passadas atinge a velocidade máxima de v = 12 \text{ m/s}, com massa m = 90 \text{ kg}.
Aplicando o teorema:
W_{total} = \Delta E_c = \frac{1}{2}mv^2 - \frac{1}{2}mv_0^2
W_{total} = \frac{1}{2} \times 90 \times (12)^2 - 0
W_{total} = \frac{1}{2} \times 90 \times 144 = 6480 \text{ J} \approx 6{,}5 \times 10^3 \text{ J}
As demais alternativas resultam de erros comuns: esquecer o fator \frac{1}{2} na fórmula (dobraria o resultado), usar a velocidade sem elevar ao quadrado, ou considerar valores de massa ou velocidade incorretos.
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