Энергия бега

[arky_titan]

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

Comments

Мощно посчитал

[tim415]

Я правильно понимаю, что по твоим расчётам, человек, идущий "скользящим" шагом, не перемещая центр масс вверх-вниз, идёт, не затрачивая энергии?

Re: Мощно посчитал

[arky_titan]

Ну не совсем, ты попробуй идти "скользящим" шагом с приемлимой скоростью 5 км в час и не перемещать центр массы совсем :) Был бы он ТАК выгоден, мы бы все только им и ходили. Кроме того, там возникает довольно нездоровая статика по моим ощущениям - это неестественный стиль ходьбы.

Но в целом, аналог твоего скользящего шага - прямолинейная езда на скейте (толкнулся - проехал - толкнулся). Я при приблизительно аналогичных энергозатратах на скейте перемещаюсь со скорость 9-10 км в час. Когда пешком максимум 5.5-6.

Re: Мощно посчитал

[tim415]

Хм, напишу по-другому. Смотри. Мне кажется, ты чересчур упрощаешь механику движения и поэтому получаешь неверные результаты. имхо очень некорректно считать расход энергии только по перемещению центра масс вверх-вниз. Скажем, ползущий человек совершает минимальные вертикальные перемещения этого самого цента масс, при этом затрачивает во много раз больше энергии на передвижение, чем просто идущий.

Re: Мощно посчитал

[arky_titan]

Мои результаты сходятся с общепринятыми, поэтому тему правильности результата предлагаю закрыть сразу и не тратить на это время.

Энергетический подход тем и хорош, что можно забыть о промежуточных преобразованиях энергии, об устройстве черного ящика и рассматривать только то, что на входе и то, что на выходе. Этому учат еще в школе на 9-10 классах на уроках физики.

Попробуй проползти хоть метр, не поднимая центра массы. Еще лучше запиши и выложи выидео, это доставит немало лулзов :) После того, как тебе это не удастся, сделай оценку, аналогичную той, что я сделал для ходьбы.

Если же каким-то чудесным образом удастся ползти не изменяя положения ц.м. (скорее всего кому-то придется тебя волочить), то тебе придется совершать неимоверную работу против силы трения. А это уже совсем другая тема.

Re: Мощно посчитал

[tim415]

Я тебе привёл в пример человека, специально идущего "скользящим" шагом не просто так. По формуле, которую ты используешь для подсчёта затраченной энергии, такой человек потратит W = N*m*g*h = 1333*80*9.8*0.0 = 0 (Дж). Это и показывает порочность такого подхода. Доля энергии, потраченная на изменение вертикального положения центра масс мала, в сравнении с энергией, затраченной на изменение положения конечностей и сохранение равновесия. Так что подсчёты твои неверны.

Re: Мощно посчитал

[arky_titan]

единственный вариант скользящего шага, при котором можно осуществить перемещение, это езда на коньках или роликах

И там действительно все будет правдой. Энергозатраты там будут только на компенсацию силы трения, что существенно меньше. При езде по хорошему льду и в правильных правильно заточенных коньках трение становится очень маленьким и олимпийские конькобежцы умудряются носиться на таких бешеных скоростях, при которых обычные бегуны уже давно умерли. Типа 500 метров за 34 секунды и 3000 метров со средней скоростью 13.5-14 м/с. Рекорд мира на 3000 метров бегом в пересчете на среднюю скорость - 6.8 м/с.

Дальше, я думаю не стоит объяснять, ибо ты уже потихоньку начинаешь троллить, дабы доказать, насколько интернет в моем лице не прав :)

Re: Мощно посчитал

[tim415]

Да нет же, дружище, я сам хочу разобраться. Ведь в споре рождается истина. У меня есть своя точка зрения, которая заключается в том, что расход энергии при перемещении на 99% состоит из расхода на сокращение мышц, переставляющих конечности и сопутствующие этому процессу сокращения направленные на поддержание равновесия. При этом вертикальные перемещения центра масс незначительны и это только косвенный параметр, позволяющий судить об интенсивности движения. А ты на этом параметре получаешь числовые данные расхода энергии. Вот что меня задевает. Поэтому я тебе и привожу крайний пример - эдакого ниндзю, который крадучись идёт, так что его башка ни поднимается, ни опускается, при этом тратит, вопреки твоим расчётам, кучу энергии. :)

Re: Мощно посчитал

[arky_titan]

Ты заблуждаешься. Этот крайний случай неверен и я дал тебе несколько указаний на это, но ты продолжаешь настаивать. Для любого физика, то, что я сейчас скажу очевидно, но но вынужден рассказать в деталях, раз ты этого не видишь

Re: Мощно посчитал

[tim415]

Нет, ты наверно не понимаешь, что я хочу сказать. Я говорю, что энергия, затраченная на движение, равна
Wполн=Wгоризонт+Wверт где Wгоризонт это затраты на горизонтальное перемещение центра масс, а Wвертолет, соответственно -- вертикальные. Ты же утверждаешь, что Wполн=Wверт, полностью игнорируя мышечные сокращения на собственно перемещение.
Да, для двуногого перемещения оптимально перемещать центр масс по вертикали при ходьбе и беге, но это ничего не меняет. Скажем, для четвероногого движения варана Wверт будет равна 0. При этом общая формула всё равно остаётся в силе.
Может быть, я не до конца понял тебя и ты используешь Wверт = N*m*g*h только для СРАВНЕНИЯ энеергозатратности разных типов перемещения? Тогда да, ты прав, такой метод СРАВНЕНИЯ действительно имеет право на существование.
Но использовать Wверт для подсчета общих энергозатрат нельзя. Ни у человека, ни у аиста, ни у хомяка или слона Wполн не равна Wверт.

Re: Мощно посчитал

[arky_titan]

Ксожалению, ты настойчиво демонстрируешь непонимание фундаментальных принципов. Либо ты не прочитал, что я написал в предыдущем комментарии. В частности, ты неверно записываешь баланс энергии

Re: Мощно посчитал

[tim415]

Я тебе привожу примеры, которые иллюстрируют, какую ахинею ты несёшь, а ты отмахиваешься. Неужели ты не понимаешь, что вертикальный движения центра масс - это следствие нашей двуногости, побочный эффект? А ты его принимаешь за единственную статью расхода энергии

Re: Мощно посчитал

[arky_titan]

продолжишь разговаривать со мной в поодбном ключе, забаню к хуям

Re: Мощно посчитал

[tim415]

Начнём с конца. По образованию я биолог, по физике 4. Извини за тон, ты настойчиво отметаешь мои доводы, аппелируя к личному опыту и моему незнанию физики. Это некорректно.
Давай вернёмся к теме, если не надоело ещё. Не знаю как тебе, а мне интересно. Для того чтобы тебя понять я попрошу тебя ответить на вопрос:
по твоему мнению, при ходьбе, какое _соотношение_ затрат энергии будет на
1) скелетные перемещения конечностей и затраты на поддержане равновесия (то есть сама ходьба)
2) затраты на перемещение центра масс по вертикали
?

Re: Мощно посчитал

[arky_titan]

ну я же уже это изложил несколько зачем из пустого в порожнее переливать

Re: Мощно посчитал

[tim415]

В твоей теории приходится делать одно важное допущение - что центр масс человека подвешен на эдаких негнущихся палках. В таком случае да, весь процесс ходьбы будет представлять собой подъём центра масс до необходимого уровня, его разбалансировку и опять подъём. Но ноги у нас не как у циркуля.
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?

Re: Мощно посчитал

[arky_titan]

Понимаешь, мне не надо делать никаких допущений. Единственное допущение, это оптимальность движений - едва ли кто-то будет сомневаться в мудрости творца или гениальности природы или просто в том, что эволюция нашего тела, как идеального механизма для собственного жизнеобеспечения, уже завершилась