Was erfordert mehr Energie: 1 km zu Fuß oder 1 km mit dem gleichen Tempo Radfahren? [abgeschlossen]

Dies ist einer der Fälle, in denen die physikalische Definition von „erledigte Arbeit“ nicht mit Ihrer Erfahrung übereinstimmt.

Wenn Sie ein Objekt, das der Schwerkraft unterliegt, entlang einer horizontalen Oberfläche bewegen, sagt uns die Physik, dass die einzige Arbeit, die verrichtet wird, die Arbeit ist, die verrichtet wird, um das Objekt zu beschleunigen und die Reibungskraft zu überwinden.

Biologisch gesehen ist "Gehen" eine komplexe Aktion, bei der viele Muskeln zusammengezogen und gedehnt werden. Aber Muskeln sind kein umkehrbares System (im Gegensatz zu einer Feder) - die beim Zusammenziehen geleistete Arbeit wird nicht zurückgegeben, wenn sie sich wieder dehnen (das ist übrigens der Grund, warum einige Tiere wie Kängurus hochelastische Sehnen haben ... dies verbessert die Effizienz ihres Springens erheblich). Wenn Sie also eine tiefe Kniebeuge machen und in die gleiche Position zurückkehren, haben Sie (chemische) Energie verbraucht, obwohl Sie im physikalischen Sinne "keine Netzarbeit geleistet haben". Das Gehen beinhaltet kontinuierliche (kleine) Änderungen in der Höhe Ihres Schwerpunkts und daher viele "flache Kniebeugen". Selbst wenn Sie reibungslos gehen könnten, ohne Ihren Schwerpunkt auf und ab zu springen,

Beim Fahrradfahren muss man nicht sein ganzes Gewicht auf den Beinen tragen – die einzige Arbeit, die man leisten muss, ist die Arbeit, die nötig ist, um den geringen Rollwiderstand (bei Schrittgeschwindigkeit) und den Luftwiderstand (wenn man ein bisschen geht Schneller). Außerdem bleibt Ihr Schwerpunkt auf einer konstanten Höhe, sodass beim „Hüpfen“ nicht so viel Energie verloren geht.

Schaut man sich die verbrannten Kalorien an, bestätigt sich dies. Wenn Sie eine schnelle Meile mit dem Fahrrad fahren, verbrennen Sie ungefähr 50 kcal und viel weniger, wenn Sie langsamer fahren. Eine Meile zu laufen verbrennt etwa 130 kcal (abhängig davon, wie schwer Sie sind – dies gilt für 170-Pfund-Läufer).

AKTUALISIEREN

In Umberger et al., "Ein Modell des Energieverbrauchs menschlicher Muskeln", Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, 2003 Vol. 6 (2), S. 99–111 geben die Autoren ein detailliertes Modell des Energieverbrauchs verschiedener Muskeln und zeigen deutlich, dass die Belastung, nicht nur die Dehnung, eine große Rolle spielt. Und natürlich tragen Sie mehr Last, wenn Sie Ihr gesamtes Gewicht tragen. Dazu gehört das folgende Diagramm, das zeigt, welche Muskeln während welchem ​​Teil des Gehzyklus belastet werden:

Mir kam in den Sinn, dass das früheste „Fahrrad“, das ich kenne, das Veloziped war, eine Vorrichtung, mit der man „laufen“ konnte, während ein Teil des Körpergewichts vom „Fahrrad“ getragen wurde. Dies reduzierte sofort den Kraftaufwand für die Fortbewegung und liefert weitere Beweise für das oben Genannte.

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Da man die Strecke mit dem Fahrrad bei gleicher oder geringerer körperlicher Ermüdung innerhalb der Zeit schneller zurücklegen kann, ist klar, dass das Fahrrad weniger Energie verbraucht.

Ich laufe, jogge und laufe die meiste Zeit meines 70. Lebensjahres. Ich bin viele Marathons gelaufen und werde im März 2017 wieder beim Los Angeles Marathon laufen.

Da ich meine eigene Effizienz und mein Tempo im Laufe der Jahre im Auge behalte, bin ich ein guter Kandidat, um persönliche Informationen darüber zu erhalten.

Laufen ist kein Energiesparen wie eine Feder oder eine Maschine aus Gelenken und Hebeln, die aussehen würde wie ein humanoider Roboter.

Effizienz spielt eine große Rolle; Alter und Ausdauer tun es auch. Erfahrene Läufer nutzen den Schritt und springen so viel wie möglich über den Landefuß, aber selbst das wird Ihnen nicht viel von der Arbeit zurückgeben, die Sie zum Landen des Fußes verwendet haben. Jede Bewegung verbraucht Energie und erzeugt Hitze und unerwünschte Giftstoffe in Ihrem Körper. Muskeln, die scheinbar nicht zu Ihrer Fortbewegung beitragen, arbeiten hart, um Ihren Kopf hoch und Ihren Oberkörper aufrecht zu halten!

Meine Zeit beim Marathon war 3:45 h:min jetzt bin ich mit 5:50 zufrieden.
Weil meine Muskeln und Gelenke nicht mehr so ​​leistungsfähig sind wie vorher. Während ich mehr Energie für denselben Track verbrenne.

Wenn Sie Fahrrad fahren, profitieren Sie von der Effizienz der Maschine. Je effizienter die Maschine ist, desto weniger Energie verbrauchen Sie.

Als guter Kontrast verbraucht man beim Bergabfahren mit dem Fahrrad keine Energie, beim Bergablaufen verbrennt man aber trotzdem Energie und kann auch den Gelenken schaden!