Ich habe hier eine ziemlich einfache Hausaufgabenfrage gesehen , in der es darum ging, wie viel Arbeit es braucht, um ein 200-kg-Gewicht zu heben, und obwohl die Mathematik für eine grundlegende Antwort einfach ist, wollte der Gewichtheber in mir diese Frage stattdessen mit einem kritischen und pragmatischen Blick angehen. Es gibt viele Faktoren, die man berücksichtigen könnte, um leicht einen Wert zu erhalten, der von der Antwort in einem konservativen Feld abweicht (zum Beispiel: 1960 N für 1 Meter).
Ich denke, genaue Antworten sind offensichtlich unmöglich. Ich möchte stattdessen sehen, welche Methoden verwendet werden können, um mit der Formalisierung meiner bevorstehenden Argumentation zu beginnen (und diese Gelegenheit auch nutzen, um alle Missverständnisse zu korrigieren, die ich habe), in der Hoffnung, mich einer vernünftigen Methode zu nähern, um eine Antwort mit mehr Daten zu erstellen. Ich würde auch gerne ähnliche biomechanische Studien und verwandte Materialien sehen.
Ich habe dieses Problem hauptsächlich in zwei Ebenen unterteilt:
Mechanisch:
Der menschliche Körper ist eine Ansammlung von Stützstrukturen (grundsätzlich gekrümmte Träger), komplexes Muskelgewebe (nichtlineare Federn mit verschiedenen Befestigungspunkten) und Bindegewebe (Einschränkungen). Etwas, das ich hier wirklich zur Klärung gebrauchen könnte, ist die Auswirkung der Dauer des Lifts auf die ausgeübte Arbeit.
Thermodynamisch:
Unser Körper verstoffwechselt Chemikalien, um Energie im Gewebe zu speichern und dieses Gewebe später in Arbeit und Wärme abzubauen. Lassen Sie uns den Energieverlust aufgrund der Verdauung und anderer sekundärer Faktoren ignorieren und stattdessen die Effizienz des menschlichen "Motors" als Funktion dessen bewerten, wie viel Arbeit er aus der Energie schafft, die er für die Übung aufwendet.
Das Problem:
Nehmen wir an, wir haben einen (großen) Mann, der eine Stange 1 Meter über der Erde hebt, wenn er Kreuzheben, Kniebeugen oder Bankdrücken macht.
Wie viel Energie verbraucht dieser Körper, um 200 kg bei jeder Bewegung zu bewegen?
Wie viel Energie verbraucht dieser Körper, um 200 kg bei jeder Bewegung zu bewegen?
Nun, ich nehme an, dass Sie sich bewusst sind, dass die Arbeit an der Stange sein wird, wenn Sie die Luftreibung vernachlässigen . So viel Energie wird von der Person beim Anheben der Stange aufgewendet.
Diese Frage könnte hilfreich sein. Es besagt, dass die Effizienz für einen menschlichen Körper beim Radfahren im Durchschnitt 20% beträgt. Es ist also eine sichere Wette zu sagen, dass der Mann benutzt hat Energie, ausgegeben beim Anheben der Stange und ist verschwendet.
Denken Sie daran, dass Menschen im Gegensatz zu Maschinen Energie nur zum Leben aufwenden. Es ist viel schwieriger, die für bestimmte Aufgaben verbrauchte Energiemenge von der Gesamtenergiemenge zu trennen, die in einer bestimmten Zeitspanne verbraucht wird.
Ich würde denken, dass die Energie, die für Kreuzheben aufgewendet wird, (vielleicht auf nichtlineare Weise) mit der Arbeit zusammenhängt, die zum Bewegen der Stange aufgewendet wird. Wenn Sie Arbeit wie immer definieren:
Nun kann niemand genau sagen, wie effizient die „menschliche Maschine“ ist. In der Tat, wenn Sie Gewichte für lange Zeit auf die gleiche Weise heben, verbessert Ihr Körper ihre Effizienz. Wenn Sie also Kalorien verbrennen möchten, sollten Sie die Übungen regelmäßig ändern.
Eine weitere Tatsache: Die für die Arbeit verbrauchte Energie macht einen kleinen Teil der täglichen Aufnahme aus. Ungefähr 70 % werden für den Stoffwechsel verwendet.
Skyler