Um nadador de 80 kg aumenta a força propulsiva média de 120 N para 138 N (15%) por substância. Considerando…

Questão

Um nadador de 80 kg aumenta a força propulsiva média de 120 N para 138 N (15%) por substância. Considerando arrasto Fd = c·v² e que em v0 = 1,60 m/s temos Fd = 120 N, calcule a nova velocidade de equilíbrio e discuta se o aumento de força gera aumento proporcional de velocidade e de potência (use unidades SI).

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

c = 120/(1,6²) = 46,875 N·s²/m². Nova v: v = v(138/c) = v(138/46,875) = 1,716 m/s (˜+7,25%). Potência inicial P1 = 120·1,6 = 192 W; P2 = 138·1,716 ˜ 237 W (+23,4%). Conclusão: aumento de força (15%) produz aumento menor e não proporcional de velocidade (~7%) mas maior aumento de potência e gasto energético (~23%), implicando maior demanda metabólica e riscos (maior esforço cardíaco, calor, lesões por sobrecarga).

Explicação

O cálculo da nova velocidade de equilíbrio mostra que o aumento da força propulsiva não resulta em um aumento proporcional na velocidade, evidenciando a relação não linear entre força e velocidade em ambientes com arrasto. Além disso, a análise da potência revela que, embora a força tenha aumentado 15%, a potência aumentou em uma porcentagem maior, indicando um maior gasto energético e implicações para a performance do nadador. Essa dinâmica ressalta a importância de considerar tanto a força quanto a resistência ao movimento ao avaliar o desempenho em esportes aquáticos.

Raio-X da questão

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