정답: 4번

작업의 평균 에너지 소비량이 \(10 \, \text{kcal/min}\)이고, 허용 가능한 상한이 \(5 \, \text{kcal/min}\)이므로 초과분은 \(5 \, \text{kcal/min}\)입니다. 이 초과분을 휴식시간 동안 보상해야 합니다.

60분간 총 에너지 초과분은 \(60 \times 5 = 300 \, \text{kcal}\)입니다. 휴식시간 동안의 에너지 소비량은 \(1.5 \, \text{kcal/min}\)이므로, 필요한 휴식시간 \(t\)는 다음과 같이 계산됩니다:

\[ 
t \times 1.5 = 300 
\]

이를 풀면:

\[
t = \frac{300}{1.5} = 200 \, \text{min}
\]

하지만, 이 값은 60분 작업시간 내에 포함되어야 하므로, 총 작업시간 내에서 휴식시간을 뺀 순수 작업시간을 계산하여야 합니다.

순수 작업시간 동안의 에너지 소비는 \( (60 - t) \times 10 \)이며, 이 값과 휴식 중 에너지 소비 \( t \times 1.5 \)가 합쳐져야 \(60 \times 5 = 300 \, \text{kcal}\)이 되도록 해야 합니다:

\[
(60 - t) \times 10 + t \times 1.5 = 300
\]

이를 풀면:

\[
600 - 10t + 1.5t = 300 
\]

\[
600 - 8.5t = 300 
\]

\[
8.5t = 300 
\]

\[
t = \frac{300}{8.5} \approx 35.3 \, \text{min}
\] 

따라서, 60분간의 작업시간 내에 포함시켜야 할 휴식시간은 약 35.3분입니다.