Questão 50 (2º semestre) da UFG 2010

Question

A força muscular origina-se nas fibras musculares, conforme figura (a), como resultado das interações entre certas proteínas que experimentam mudanças de configuração e proporcionam a contração rápida e voluntária do músculo. A força máxima que um músculo pode exercer depende da sua área da seção reta e vale cerca de 30\ \text{N/cm}^2. Considere um operário que movimenta com uma velocidade constante uma caixa de 120\ \text{kg} sobre uma superfície rugosa, de coeficiente de atrito 0{,}8, usando os dois braços, conforme ilustrado na figura (b).

Figura (a): representação de um músculo com suas fibras e uma seção reta transversal destacada no centro; Figura (b): desenho esquemático de um operário puxando horizontalmente com ambos os braços uma caixa de massa M sobre uma superfície plana.

Dessa forma, a menor seção reta dos músculos de um dos braços do operário, em \text{cm}^2, e uma das proteínas responsáveis pela contração das miofibrilas são:

Dados:
g = 10{,}0\ \text{m/s}^2

A
16 e actina.
B
16 e mielina.
C
20 e miosina.
D
32 e actina.
E
32 e miosina.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 50 (2º semestre) da UFG 2010

2º semestre · Física: Atrito e resistência do ar

A força muscular origina-se nas fibras musculares, conforme figura (a), como resultado das interações entre certas proteínas que experimentam mudanças de configuração e proporcionam a contração rápida e voluntária do músculo. A força máxima que um músculo pode exercer depende da sua área da seção reta e vale cerca de 30\ \text{N/cm}^2. Considere um operário que movimenta com uma velocidade constante uma caixa de 120\ \text{kg} sobre uma superfície rugosa, de coeficiente de atrito 0{,}8, usando os dois braços, conforme ilustrado na figura (b).

Figura (a): representação de um músculo com suas fibras e uma seção reta transversal destacada no centro; Figura (b): desenho esquemático de um operário puxando horizontalmente com ambos os braços uma caixa de massa M sobre uma superfície plana.

Dessa forma, a menor seção reta dos músculos de um dos braços do operário, em \text{cm}^2, e uma das proteínas responsáveis pela contração das miofibrilas são:

Dados:
g = 10{,}0\ \text{m/s}^2

A
16 e actina.
B
16 e mielina.
C
20 e miosina.
D
32 e actina.
E
32 e miosina.

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

Reportar erro na questão

Resolução comentada

Como a caixa se move com velocidade constante, a força resultante é nula: a força que o operário faz na horizontal é igual à força de atrito cinético.

Normal: a superfície é plana e a força é horizontal, então N = Mg = 120 \cdot 10 = 1200\ \text{N}.
Atrito: F_{at} = \mu N = 0{,}8 \cdot 1200 = 960\ \text{N}.
Força total feita pelo operário: F = 960\ \text{N}. Como ele usa os dois braços, cada braço exerce F_1 = 960/2 = 480\ \text{N}.
Cada músculo exerce no máximo 30\ \text{N/cm}^2. A menor seção reta para fornecer 480\ \text{N} é:

A = \frac{480}{30} = 16\ \text{cm}^2

Quanto à proteína: as miofibrilas são formadas por filamentos de actina e miosina, que deslizam entre si e causam a contração. A mielina não participa disso, pois é a bainha que reveste os axônios dos neurônios. Nas alternativas com 16 cm², a única proteína da contração é a actina.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa D (e a E) engana quem esquece que são dois braços e usa 960 N em um só: 960/30 = 32 cm².

Por que as outras alternativas estão erradas

BA área 16 está certa, mas mielina é a bainha isolante dos axônios, não uma proteína da contração muscular.
C20 cm² não resulta de nenhuma conta correta, e a miosina sozinha não bate com essa área.
D32 cm² resulta de usar a força total de 960 N em um só braço, sem dividir por dois.
E32 cm² esquece de dividir a força entre os dois braços.

Assuntos: Atrito e resistência do ar, Leis de Newton e aplicações.

Reportar erro na resolução

Ver como caiu na prova

Questão 50 no caderno 1ª etapa da UFG 2010

Fonte: UFG 2010 · 2º semestre · 1ª etapa. Prova oficial ↗