Frage:
Was erfordert mehr Energie: 1 km laufen oder 1 km mit der gleichen Geschwindigkeit radeln?
Martin
2016-09-30 19:00:34 UTC
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Ich bin 1 km müder als 1 km mit der gleichen Geschwindigkeit.Beim Radfahren bewege ich jedoch das zusätzliche Gewicht des Fahrrads mit!

Aber Sie können rollen, ohne dass Sie etwas unternehmen müssen - das ist schwer zu gehen.Und Sie sitzen auf einem Sitz, müssen nicht gehen und sich aufrecht halten.
Eine andere Antwort erwähnte es, aber ich möchte es hervorheben: Ja, Sie müssen die Masse des Fahrrads auf Geschwindigkeit bringen, aber nur einmal oder einige Male in 1 km.Danach spielt es keine Rolle mehr, Sie müssen nur noch Luftwiderstand und Reibung bekämpfen.
Siehe auch: http://physics.stackexchange.com/q/280200/2451
Ich kann aufgrund einer rep / geschützten Frage nicht antworten. Daher habe ich Folgendes von diesem [Casio-Wanderrechner] (http://keisan.casio.com/exec/system/1350891527) und [Casio-Fahrradrechner] (http://keisan.casio.com/exec/system/1350958587).Ein 25 Jahre alter Mann mit 180 cm / 80 kg verbrennt 19 kCal beim Radfahren bei 8,9 km / h für 6,74 min (~ 1 km) und 81 kCal beim Gehen (Joggen) bei 8,0 km / h für 7,5 min (~ 1 km).So verbrennt der Mann über 4x so viele Kalorien beim Joggen wie beim Radfahren!
"... Radfahren gilt als das effizienteste Transportmittel mit eigener Stromversorgung."sagt https://en.wikipedia.org/wiki/Bicycle_performance Also ist jede andere Form des menschlichen Transports weniger effizient.
Zeichnen Sie für die beiden Fahrten ein Diagramm der Position Ihres Massenschwerpunkts.Das Fahrraddiagramm ist eine vollständig flache Linie, während das Laufdiagramm entlang einer Reihe von etwa tausend kleinen Bögen abprallt.Daher bedeutet das Auf- und Absteigen beim Gehen, dass Sie Ihre Masse tatsächlich weiter bewegen, um dieselbe Strecke zurückzulegen.Schauen Sie auch nach "mechanischer Vorteil", dies wird beim Radfahren verbessert.
Diese Frage sollte sofort geschlossen werden, und ich habe dafür gestimmt, sie zu schließen.Die Frage "Wie effizient ist ein Fahrrad?" Ist wie die Frage "Wie lang ist ein Stück Schnur?".Sie könnten buchstäblich genauso gut fragen: "Sind Motoren leistungsstark?!"** Es ist so vage. ** ** Dies ist eine Physik-Site, um Himmels willen. ** Jede Frage zu Pushbikes betrifft sofort und vollständig die Straßenoberfläche.Pushbikes-Straßen sind ein System.Dummes Zeug.
@JoeBlow Ja, es gibt keinen vernünftigen Weg, dieses Problem zu verallgemeinern.Die Straße vor meiner Wohnung befindet sich im Bau und hat riesige Löcher, die einen ganzen Mann verschlucken könnten!Ich habe gestern auch ein Fahrrad gesehen, das an einen Pfosten gekettet war, der keine Räder hatte. Wie soll man die Arbeit berechnen?!
Ich stimme dafür, diese Frage als nicht zum Thema gehörend zu schließen, da sie eine triviale numerische Berechnung erfordert und keine Antworten liefert, um physikalische Erkenntnisse zu liefern.Die Frage könnte wahrscheinlich so umgeschrieben werden, dass sie für diese Site mit nur geringfügigen Ergänzungen gut ist (dennoch von dem Typ, der vom ursprünglichen Fragesteller stammen müsste).
Drei antworten:
Floris
2016-09-30 19:43:18 UTC
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Dies ist einer der Fälle, in denen die physikalische Definition von "geleistete Arbeit" nicht Ihrer Erfahrung entspricht.

Wenn Sie ein Objekt, das der Schwerkraft ausgesetzt ist, entlang einer horizontalen Oberfläche bewegen, sagt uns die Physik, dass die einzige Arbeit darin besteht, das Objekt zu beschleunigen und die Reibungskraft zu überwinden.

Biologisch gesehen ist "Gehen" eine komplexe Aktion, bei der sich viele Muskeln zusammenziehen und dehnen. Aber Muskeln sind kein reversibles System (im Gegensatz zu einer Feder) - die Arbeit beim Zurückziehen wird nicht zurückgegeben, wenn sie sich wieder dehnen (im Übrigen haben einige Tiere wie Kängurus hochelastische Sehnen ... dies verbessert die Effizienz ihres Springens erheblich). Wenn Sie also eine tiefe Hocke machen und in dieselbe Position zurückkehren, haben Sie (chemische) Energie verbraucht, obwohl Sie im physikalischen Sinne "kein Netzwerk" gemacht haben. Das Gehen beinhaltet kontinuierliche (kleine) Änderungen in der Höhe Ihres Schwerpunkts und damit viele "flache Kniebeugen". Selbst wenn Sie reibungslos gehen könnten, ohne Ihren Schwerpunkt auf und ab zu bewegen, werden sich Ihre Beine beugen und dehnen, wenn Sie die Stöße der Straße absorbieren (Ihr Bein muss gerade sein, wenn es vor Ihnen platziert wird, und sich beugen, wenn es vor Ihnen liegt befindet sich direkt unter Ihnen - oder Sie müssen Ihren Schwerpunkt verschieben).

Wenn Sie sich das Radfahren ansehen, müssen Sie nicht Ihr gesamtes Gewicht auf Ihren Beinen tragen - die einzige Arbeit, die Sie erledigen müssen, ist die Arbeit, die erforderlich ist, um die geringe Rollreibung (bei Schrittgeschwindigkeit) und den Luftwiderstand (wenn Sie dies tun) zu überwinden etwas schneller gehen). Außerdem bleibt Ihr Schwerpunkt auf einer konstanten Höhe, sodass beim "Hüpfen" nicht so viel Energie verloren geht.

Wenn Sie sich die verbrannten Kalorien ansehen, wird dies bestätigt. Wenn Sie eine schnelle Meile mit dem Fahrrad fahren, verbrennen Sie ungefähr 50 kcal und viel weniger, wenn Sie langsamer fahren. Wenn Sie eine Meile laufen, brennen Sie ungefähr 130 kcal (je nachdem, wie schwer Sie sind - dies gilt für 170-Pfund-Läufer).

UPDATE

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 und nicht nur die Dehnung eine große Rolle spielt.Und wenn Sie Ihr gesamtes Gewicht tragen, tragen Sie natürlich mehr von der Last.Sie enthalten das folgende Diagramm, das zeigt, welche Muskeln während welchem Teil des Gehzyklus belastet werden:

enter image description here

Mir fiel auf, dass das früheste mir bekannte "Fahrrad" der Velocipede war, ein Gerät, mit dem man "laufen" konnte, während ein Teil des Körpergewichts vom "Fahrrad" getragen wurde".Dies reduzierte sofort den Aufwand für die Fortbewegung und liefert weitere Beweise für das oben Gesagte.

Bild aus diesem Artikel:

enter image description here

Es muss eine Möglichkeit geben, diesen Prozess thermodynamisch zu beschreiben, obwohl dies möglicherweise den Rahmen der Frage sprengt (da er mit [tag: newtonian -mechanik] gekennzeichnet ist).
Warum beschreiben Sie ausführlich "flache Kniebeugen" und "Schocks der Straße", wenn das Hauptproblem beim Energieverbrauch beim Menschen nicht in Höhenänderungen oder ähnlichen äußeren Arbeiten besteht, sondern in der Tatsache, dass die Skelettmuskeln tatsächlich durch Pulsieren arbeiten10-100 Hz, wobei jeder der Impulse irreversibel chemische Energie verbraucht.Die Muskeln verbrauchen Energie auch ohne (sichtbare äußere) Bewegung, wie jeder bezeugen würde, der in einer unbequemen Position bleibt oder statische Übungen macht. Es ist also nicht so, als wäre es einfacher, wenn Sie versuchen würden, sich zu bewegen, ohne Ihre Körpergröße zu ändern, wahrscheinlich im Gegenteil.
@nightingale, das tatsächlich einen Muskel unter Spannung hält, erfordert Energieaufwand - was ein Grund ist, warum jede Bewegung, die zu ihrem Ursprung zurückkehrt, Energieaufwand erfordert.Mein Punkt war, dass beim Gehen die Muskeln unter Spannung stehen müssen - mehr als beim Stehen oder Radfahren.Deshalb dachte ich, es lohnt sich zu erklären, wie viele Muskeln beim Gehen unter größerer Spannung stehen.
@Floris Vielen Dank für die schnelle Antwort.
Suzu Hirose
2016-09-30 19:04:11 UTC
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Da Sie die Strecke mit dem Fahrrad bei gleicher oder geringerer körperlicher Müdigkeit innerhalb der Zeit schneller zurücklegen können, ist klar, dass das Fahrrad weniger Energie verbraucht.

Wäre der Winkel der Ebene nicht ein großer Faktor?Ich meine, einen Hügel hinunter oder einen hinauf fahren.Großer Unterschied.
Die Abfahrt würde auf einem Fahrrad überhaupt keine Energie erfordern.
** "die gleiche Menge oder weniger körperliche Müdigkeit innerhalb der Zeit" **.Total falsch.Versuchen Sie, mit einem "Mountainbike" durch ein 1-Meilen-Feld zu fahren, und gehen Sie dann einfach über ein 1-Meilen-Feld.Sie denken vielleicht daran, auf einem extrem gut konstruierten "Super-Bike" zu fahren - UND auf einer platonischen Billardtischoberfläche, die möglicherweise über die gesamte Länge aus Stahl besteht.
@JoeBlow Bitte versuchen Sie, die Antwort zu lesen, bevor Sie einen Kommentar abgeben.
@Suzu Danke.Was du gesagt hast (mit der gleichen Menge Energie auf dem Fahrrad weiter zu reisen ...) macht Sinn, aber die Wissenschaft hat diese unheimliche Art, unsere logischen Annahmen manchmal zu stören :)
kamran
2016-10-01 00:16:47 UTC
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Ich laufe, bin die meiste Zeit meines 70. Lebensjahres gelaufen und gelaufen. Ich habe viele Marathons gelaufen und werde im März 2017 wieder beim Los Angeles Marathon laufen.

Da ich über die Jahre hinweg meine eigene Effizienz und mein Tempo im Auge habe, bin ich ein guter Kandidat, um persönliche Informationen darüber zu haben.

Laufen spart keine Energie wie eine Feder oder eine Maschine aus Gelenken und Hebeln, die wie ein humanoider Roboter aussehen würden.

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

Meine Zeit auf dem Marathon war 3:45 Uhr: Minuten jetzt bin ich mit 5:50 zufrieden.
Weil meine Muskeln und Gelenke nicht mehr so ​​effizient sind wie zuvor. Während ich mehr Energie für den gleichen Track verbrenne.

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

Als guter Kontrast, wenn Sie mit dem Fahrrad bergab fahren, verbrauchen Sie keine Energie, aber wenn Sie bergab laufen, verbrennen Sie immer noch Energie und können auch Ihre Gelenke verletzen!

Ich laufe ziemlich viel, wir müssen auf radikal anderen Strecken laufen, Kam.Versuchen Sie einen 10 km langen Lauf durch einen gewöhnlichen Wald auf typischen Wegen, vielleicht ein kleines Tal hinauf und hinunter.Völlig trivial für dich oder sogar mich.Versuchen Sie das jetzt auf einem Fahrrad.Die elitärsten Biker der Welt konnten den Kurs nicht einmal absolvieren.
Ich laufe manchmal zum Spaß auf Golfplätzen, als sanfter Hügelplatz.letzte Woche auf dem Ojai-Kurs verfolgten alarmierte Sicherheitsleute die Verfolgung, einige auf Elektrokarren, aber ich überholte sie!
Ein Pushbike wäre unter diesen Bedingungen gerade umgefallen.Fahrräder (wie TGVs) existieren nur als System mit der vorbereiteten Oberfläche.Diese Qualitätssicherung ist völlig unbegründet
@kamran Danke.Wenn wir älter werden, scheint das Radfahren weniger anstrengend für unsere Gelenke zu sein als das Gehen oder Joggen :)


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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