Що вимагає більше енергії: ходьба на 1 км або їзда на велосипеді з такою ж швидкістю? [зачинено]

Хочете покращити це питання? Оновіть запитання, щоб воно було актуальним для обміну стеками фізики.

Закрито 4 роки тому .

Я відчуваю себе більш втомленим, проходячи 1 км, ніж їхати на велосипеді з такою ж швидкістю. Однак під час їзди на велосипеді я рухаю зайву вагу циклу!

1 км) і спалює 81 ккал ходьби (біг підтюпцем) @ 8,0 км/год протягом 7,5 хв (

1 км). Таким чином, самець спалює в чотири рази більше калорій під час пробіжки, ніж велосипед! $ \ endgroup $ - Doktor J 30 вересня '16 о 17:08

3 відповіді 3

Це один із тих випадків, коли фізичне визначення поняття "виконана робота" не відповідає вашому досвіду.

Якщо ви переміщаєте предмет, який піддається силі тяжіння, уздовж горизонтальної поверхні, фізика каже нам, що єдиною виконаною роботою є робота, яка виконується для прискорення об’єкта та подолання сили тертя.

У біологічному плані «ходьба» - це складна дія, яка передбачає скорочення та розтягування багатьох м’язів. Але м’язи - це не оборотна система (на відміну від пружини) - виконана робота, скорочуючись, не повертається, коли вони знову розтягуються (до речі саме тому деякі тварини, такі як кенгуру, мають високоеластичні сухожилля. Це значно покращує ефективність стрибків). Отже, якщо ви зробите глибокий присідання, повернувшись у колишнє положення, ви витратите (хімічну) енергію, навіть незважаючи на те, що у фізичному сенсі ви «не зробили ніякої роботи». Ходьба передбачає постійні (невеликі) зміни висоти вашого центру маси, і тому багато «неглибоких присідань». Навіть якби ви могли ходити плавно, не підстрибуючи центр маси вгору-вниз, ваші ноги будуть згинатися і розгинатися, коли ви поглинаєте удари дороги (ваша нога повинна бути прямою, коли вона поставлена перед вами, і згинатися, коли вона знаходиться безпосередньо під вами - або вам доведеться перемістити центр ваги).

Коли ви дивитесь на їзду на велосипеді, вам не потрібно носити всю вагу на ногах - єдина робота, яку вам потрібно зробити, це робота, необхідна для подолання невеликого тертя кочення (при швидкості ходьби) та повітряного опору (якщо ви трохи підете швидше). Крім того, ваш центр маси залишається на постійній висоті, тому при "стрибку" стільки енергії не втрачається.

Якщо поглянути на спалені калорії, це підтверджується. Проїхавши швидку милю на велосипеді, ви спалите близько 50 ккал, і набагато менше, якщо їдете повільніше; пробіг милі спалить близько 130 ккал (залежно від того, наскільки ви важкі - це для бігуна вагою 170 фунтів).

ОНОВЛЕННЯ

В Umberger et al., "Модель витрати енергії м’язів людини", Комп’ютерні методи в біомеханіці та біомедичній інженерії, 2003, вип. 6 (2), с. 99–111 автори дають детальну модель енергетичних витрат різних м’язів, чітко показуючи, що велике значення відіграє навантаження, а не лише розгинання. І, очевидно, коли ви несете всю свою вагу, ви несете більше вантажу. Вони включають таку схему, яка показує, які м’язи навантажуються протягом якої частини циклу ходьби:

Мені спало на думку, що найранішим "велосипедом", про який я знаю, був велоципед - штука, яка дозволяла "ходити", коли частина ваги тіла неслася "велосипедом". Це негайно зменшило зусилля, необхідні для руху, і надало додаткові докази вищезазначеного.