Когда мы подтягиваемся, на перекладину приходится больше веса, чем когда мы висим на перекладине?

Когда я подтягиваюсь, я чувствую, что толкаюсь к перекладине. Но действительно ли гриф требует больше веса, чем просто свисает?

Для тех, кто не умеет подтягиваться и висеть, вот иллюстрация.

Слева: висите вниз ---------------------- Справа: подтягивания

Подтягивания

Итак, на правой картинке штанга весит больше, чем на левой?

Если на картинке изображен неподвижный человек: нет, штанги несут одинаковый вес. (Ответ Юнга касается ускорения движения вверх, что может быть тем, о чем вы действительно спрашиваете)
Тот парень разорван .
@iamnotmaynard, на самом деле, с него только что содрали кожу. Оказывается, кто-то недавно снял с него кожу и жировые слои. Вот почему у него нет лица.
Ответ @ YungHummmma по сути правильный, но не учитывает «ощущение» нажатия на перекладину, о которой вы упоминаете. Вы должны приложить к перекладине направленную вниз силу, чтобы удержаться в подвешенном состоянии; тем не менее, это просто для противодействия направленной вниз силе тяжести, и гриф ощущает (по сути) одинаковое общее количество силы независимо от того, находитесь ли вы в верхней или нижней части подтягивания. (Однако гравитация уменьшается с расстоянием; см. Первые пару комментариев к ответу YungHummmma.)

Ответы (4)

Предположим, вы подтягиваете себя вверх и вниз в приблизительно простом гармоническом движении, поэтому ваша высота над землей будет равна:

час знак равно час о + час с я н ( ю т )

Бар

Ваше ускорение просто д 2 час / д т 2 , а сила равна произведению вашей массы на ускорение, поэтому сила, вызванная вашим движением, будет равна:

Ф знак равно м час ю 2 с я н ( ю т )

а полная сила на стержне:

Ф знак равно м ( грамм + час ю 2 с я н ( ю т ) )

Таким образом, в этой модели сила наибольшая в нижней части вашего цикла, когда вы замедляете свое опускание и ускоряетесь обратно. Он самый низкий наверху, где ваше восхождение замедляется, и вы позволяете гравитации тянуть вас обратно вниз.

Да, вы нагружаете штангу большим весом.

Ваша масса здесь м .

Чтобы повесить, вы просто прикладываете силу Ф знак равно м грамм на перекладине (и, что то же самое, перекладина воздействует на вас той же силой, поэтому силы компенсируются, и вы никуда не двигаетесь).

Чтобы вы двигались вверх с некоторым ускорением а , теперь вам нужно, чтобы чистая сила на вас равнялась м а : Ф знак равно м а знак равно Ф б а р м грамм . Так, Ф б а р знак равно м ( грамм + а ) .

Это сила, с которой гриф должен воздействовать на вас, чтобы ускориться, поэтому это сила, которую вы прикладываете к грифу.

Обратите внимание, что в случае зависания ( а знак равно 0 ), сводится к первому случаю, Ф б а р знак равно м грамм .

Изменить: я добавлю небольшое предостережение, потому что это может сбивать с толку. Вы заметите, что в этом случае усилие на штанге увеличивается только при ускорении . Если вам удастся подняться с абсолютно постоянной скоростью, сила должна быть м грамм Все еще. Я предполагаю, что причина, по которой этого не происходит, заключается в том, что это почти невозможно для человека.

Но как только вы встанете, небольшая разница в высоте означает, что сила будет немного меньше , чем была раньше ;-)
@Thriveth Я смею вас разработать устройство, способное измерять разницу между силой, прикладываемой к перекладине, когда она свисает, и силой, прикладываемой к перекладине, когда она поднята :)
Хм, а если кто-то не может применить адекватную силу, чтобы на самом деле подтянуться, но пытается, разве он не прикладывает силу к перекладине? Не должна ли сила быть больше и в этом случае?
@Cruncher, если нет ускорения, то нет, нет увеличения силы. Например: предмет, подвешенный к стержню на веревке, весит не меньше, чем предмет, подвешенный на пружине той же массы, на стержень действует ни большая, ни меньшая сила.
@ChocoPuce Это инженерная проблема, я физик :-p
@Cruncher: если они не могут двигаться, значит, они не прикладывают к стержню дополнительной силы. Они перераспределяют некоторые силы в своих руках, возможно , перенося часть веса со связок на мышцы, или, может быть, просто создавая дополнительные балансирующие силы за счет статической силы, которую они прилагают. Но все это никак не влияет на бар. На практике, конечно, не требуется многого, чтобы хотя бы немного подпрыгнуть вверх и вниз, что немного изменит усилие на штанге. На самом деле, простое движение ногами, вероятно, будет перемещать ваш центр масс вверх и вниз, поэтому сила, действующая на гриф, будет меняться.
Этот ответ по существу правильный, но несколько вводит в заблуждение, учитывая форму вопроса. На картинке справа человек, выполняющий подтягивания, может по- прежнему ускоряться вверх, но, поскольку он находится в верхней точке подтягивания, он, скорее всего, ускоряется вниз (или просто останавливается и не ускоряется), и в этом случае ответ - нет , больше силы на стержне нет. (Кроме того, поскольку подтягивания выполняются, начиная с положения покоя, всегда происходит восходящее ускорение; это не имеет ничего общего с тем, что для людей «почти невозможно» подниматься с постоянной скоростью.)
@KyleStrand, случай, когда он ускоряется вниз, также включен в уравнение, потому что а < 0 Вы получаете м ( грамм а ) что физически имеет смысл. Также кажется, что сейчас он спрашивает о двух вещах, потому что в его первом предложении кажется, что он спрашивает об акте поднятия себя, а в конце он спрашивает о второй картинке, где кажется, что разорванный чувак, вероятно, находится в конце. подтягивания и, таким образом, стационарный. Однако мой ответ в основном охватывает все возможности.
@KyleStrand, это неправда, что «всегда восходящее ускорение»: в упрощенном изображении, если бы вы могли превзойти силу гравитации м грамм хотя бы на мгновение, а затем уменьшиться ровно до м грамм , вы не будете ускоряться, но будете подниматься вверх. Я упоминаю «человеческий аспект», потому что начинающие студенты-физики IME смущаются подобными вещами, а классическое «если Вт знак равно Ф д , то почему мне требуется энергия, чтобы удерживать вес неподвижно ( д знак равно 0 )?" Этот вопрос они непосредственно задают себе в жизни, но он (наивно) противоречит уравнению работы.
Я понимаю физику в вашем ответе и признаю, что уравнение охватывает все случаи; Я просто говорю, что важно четко различать влияние ускорения на силу стержня и (незначительное) влияние высоты на силу стержня. Под «всегда» я имел в виду «во время каждого подтягивания», а не «каждый момент во время подтягивания». Мы знаем, что в нижней точке подтягивания есть ускорение, а в верхней — замедление.
Что касается вопроса о работе, то движение на клеточном уровне происходит даже тогда, когда рука совершенно неподвижна, так что даже в идеальном случае работа будет выполняться; это не пример противоречия между теорией и наблюдениями из-за человеческого несовершенства. (См. physics.stackexchange.com/questions/1984/… )

Если вы ускоряетесь вверх, то сила на штанге будет больше. F=ма.

Акт подтягивания (или удержания себя) потребует изменения силы, прилагаемой к вашим рукам, или, по крайней мере, ее перераспределения при подтягивании. Это изменит усилие, прикладываемое к части грифа, особенно к тому месту, где находятся руки, так как они почти наверняка будут цепляться за гриф крепче, чем при безвольном висении. Общий вес, приложенный к штанге, в целом не изменится, но при более сильном хвате будет приложено дополнительное усилие.

Это, конечно, помимо увеличения силы, необходимой для активного ускорения вверх.