Física nos Vestibulares

A prova original, assim como seu gabarito, se encontram em:

Vestibular Uerj 2008

Enunciado

33) Considere o esquema 1, no qual uma pessoa sustenta um peso P preso ao punho, a uma distância de 31 cm do ponto de inserção de um dos músculos que atuam nesse processo de sustentação.

Considere, agora, o esquema 2, no qual o mesmo peso foi deslocado pelo antebraço e colocado em uma posição cuja distância, em relação ao mesmo ponto de inserção muscular, é de 14 cm.

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Admita que:
– em ambos os esquemas, braço e antebraço formaram um ângulo reto, estando o braço na posição vertical;
– o ponto de inserção do músculo fica a 3 cm do ponto de apoio na articulação do cotovelo;
– para manter, nos dois esquemas, a mesma posição durante 1 minuto, foi usado ATP gerado exclusivamente no metabolismo anaeróbico da glicose;
– o consumo de ATP por minuto é diretamente proporcional à força exercida pelo músculo durante esse tempo e, para manter o braço na posição indicada, sem peso algum, esse consumo é desprezível;
– no esquema 1, o consumo de ATP do músculo foi de 0,3 mol em 1 minuto.

A quantidade de glicose consumida pelo músculo, no esquema 2, em 1 minuto, foi igual, em milimol, a:

(A) 50
(B) 75
(C) 100
(D) 125

Resolução

Relação entre as forças F₁ e F₂

O momento de uma força em relação a um ponto de apoio é dado pelo produto F x d, onde d é a distância ao ponto de apoio (ou rotação), vide figura abaixo:

Para que o antebraço não gire o momento produzido pelo músculo deve ser igual ao momento produzido pelo peso P. Utilizando-se os valores de distância fornecidos no problema teremos:

F₁.3 = P. (31+3) e F₂.3 = P. (14+3)

Logo:

F₁/F₂ = 34/17 = 2

O enunciado afirma que "o consumo de ATP/min é proporcional a força", assim:

ATP₁/ATP₂ = 2 => (0,3 mol/min )/(ATP₂) = 2

ATP₂ = 0,15 mol/min = 150 milimol de ATP/min

Bom, a parte de física termina aqui... para completar a resposta o aluno tem que conectar a relação entre ATP e glicose dos seus conhecimentos de Biologia (Química!)!

Fazendo uma busca no google (na hora da prova você não poderá fazer isto!) achei que a relação entre ATP e glicose é na taxa de 2 mol de ATP para cada mol de Glicose

Assim:

150 milimol de ATP/min = 75 milimol de glicose/min

Resposta (B)

Comentário

Questão interdisciplinar de média dificuldade. O candidato precisa conhecer alavancas, biologia e interpretar corretamente os dados do enunciado. A parte de física é relativamente simples, mas a conexão com a biologia/química não tenho como avaliar se é simples ou complexa!