Энергия бега
Откуда берутся затраты энергии при ходьбе, беге? Центр массы. Он двигается при ходьбе вверх-вниз. Поднимается, опускается, поднимается, опускается. При ходьбе на скорости 5 км в час, примерно на h = 2.5 см при длине шага в 75 см, росте 168 и весе в 80 кг (ну такой первый попавшийся случайный человек по сферически-вакуумному имени Аркадий
( Read more... )
При эргономичном беге они примерно примерно одинаковы с точностью до потерь энергии, которые определяются коэффициентом полезного действия. Механические потери малы.
Все скелетные перемещения конечностей и затраты на поддержание равновесия в конечном счете приводят опять же к перемещениям ц.м. Тут важно понимать, то при беговых тактах они целиком и полностью направлены на трансформацию энергии гравитационного поля в энергию перемещения. То есть у нетренерованных людей потери скорее всего будут довольно большими, т.к. они слишком совершают слишком много посторонних ненужных движений.
У людей, которые умеют бегать, потери будут заметно меньше энергии на поднятие ц.м. Основные потери - сравнительно малый КПД тепловой машины, но не непосредственно механические.
Так же кстати абсолютно невозможно спринтеру бежать оставляя ц.м. на постоянном уровне. От чего ему тогда отталкиваться в горизонтальном направлении, от воздуха?
Ноги не дают 100% (или даже соизмеримой) рекуперации энергии, как это было бы в случае колеса, поэтому нужно постоянно от чего-то оталкиваться и приходится делать это в вертикальном направлении, то есть подпрыгивать.
Мои рассуждения были бы не верны, если бы вместо ног у нас были колеса, а передача шла бы от каких-то хитро-расположенных мышц. Но в живой природе нет колеса...
А так они совершенно верны и дают нижнюю оценку - минимум энергии. Кроме того, результаты, хорошо согласуются с опытными данными.
Reply
Вот тебе информация к размышлению:
http://www.vitaminov.net/rus-news-0-0-21652.html
При ходьбе подъём центра масс обеспечивается в основном голеностопом. Так вот по приведённому исследованию видно, то это составляет всего 23% от общих затрат энергии на ходьбу (выключают голеностоп жёстким ботинком и подопытные компенисируют движения голеностопа другими способами, что вызывает перерасход энергии на 23%). Получается, твои цифры надо умножать как минимум на 4.
Неправильно я рассуждаю?
Reply
То есть, я клоню к тому, что если ты идешь или бежишь естественно, не разучился это делать так, как положено от природы, то ты делаешь наиболее возможный минимум лишних движений.
Как это происходит от первого, до последнего момента шага, это как бы неважно. Важно то, что мы занимаемся тем, что преобразуем энергию. Естественно, есть определенные механические потери. Но по сравнению с общим нагревом они малы и по сути оказываются внутри КПД.
В исследовании написано, что люди без стопы но с протезом тратят на 23% больше энергии, чем люди, у которых есть здоровая стопа. И это как раз подтверждает то, что я написал выше. Мышцы во врем такта шага работают довольно упруго и передают энергию от одного элемента к другому.
Поэтому если у тебя нет активной работы стопы, идеальная эргономика, отточенная миллионами лет нарушается и это вызывает больше потери, другим мышцам надо совершать движения, для которых они не приспособлены, чтобы скомпенсировать отсутствие активной стопы. Отсюда и потери. А робо-протез как раз моделирует работу нормальной стопы, чем и снижает энергетические потери инвалида.
Там не написано, что ц.м. поднимается только стопой и голеностопным суставом, перечитай. Если бы так было, почему бы у спринтеров так дико раздувались бедра - должны были бы раздуваться только икры, по логике вещей :)
Стопа - это как кончик хлыста или удочки при забросе. На нем развивается максимальный момент, но это не означает, что остальная удочка или хлыст не нужны.
Ты никак не хочешь принять закон сохранения энергии и импульса :)
В действительности, основное допущение моей оценки, требующее аккуратного обращения - КПД. Но и он едва ли дает ошибку больше, чем в 2 раза.
И это, ты извини, что я так насел на тебя адски в начале дискуссии, я просто рассердился малость, это моя ошибка :)
Reply
Leave a comment