Кто работает во время ходьбы?

Даже просто ходьба по ровной поверхности выполняет некоторую работу в физическом смысле. Ваш центр масс будет подпрыгивать вверх и вниз с каждым шагом. Верхняя часть требует выполнения работы, и у тела нет механизма для получения энергии от суставов, приводимых в движение внешними силами, поэтому он не может восстановить работу при движении вниз. В лучшем случае тело может быть пружиной, что случается в небольшой степени, но человеческие сухожилия не очень хорошо пружинят. Таким образом, в основном мы платим за движение вверх работой, проделанной мышцами, но не получаем большой отдачи от движения вниз.

Затем также двигаются ноги по отдельности. Их центры масс тоже двигаются вверх и вниз, а это большая часть работы, которая в значительной степени не восстанавливается по пути вниз.

Этот вопрос был изучен экспериментально много. Например, это исследование с использованием маркеров, размещенных на теле ходячих, и массива камер пришло к выводу, что движение центра масс (ЦМ) происходит следующим образом.

Каждый раз, когда ЦМ идет вверх, восходящая сила должна производить положительную работу.$W$объяснить увеличение гравитационной потенциальной энергии. Диапазон массы$m$вес испытуемых в этом эксперименте был от 56,8 до 83,6 кг. Поскольку диапазон восходящего движения$h$составляет 2,74 см до 4,89 см в соответствии с рисунком выше, работа$W=mgh$находится в пределах от 15 до 40 Дж.

Что это работает? В основном квадрицепсы, ягодичные мышцы и икроножные мышцы. Крутящий момент веса по отношению к колену противостоит крутящему моменту силы, прикладываемой четырехглавой мышцей к верхней части большеберцовой кости. Это сила, вызванная сокращением четырехглавой мышцы, которая производит работу. Некоторая работа выполняется икроножными мышцами и ягодичными мышцами: аналогичная история, но с сочленением голеностопного сустава и сочленением бедра соответственно. Я думаю, что большую часть работы выполняют квадрицепсы, а затем ягодичные мышцы.

Я не могу нажать на кнопку комментария, поэтому напишу здесь: трение все же есть, но в отличие от шин оно не сопротивляется, а держит ваши ноги, без которых вы можете поскользнуться на каждом шагу.

Работа выполняется вашими мышцами, но если вы пойдете глубже, ваша мышечная система будет контролироваться вашей нервной системой, поддерживаемой вашей скелетной системой и поддерживаемой вашей системой кровообращения, которой помогает ваша дыхательная система и многое другое.

@CuriousOne: конечно, они подойдут из-за лактации ваших мышц, но есть способ уменьшить эту боль, если вы будете принимать что-то вроде белого белка, я забыл название его конкретного содержания, которое коагулирует с молочной кислотой, но это превращает молочную кислоту во что-то более полезное для ваших мышц,

Ваши мышцы выполняют некоторую работу, когда вы начинаете увеличивать скорость ходьбы. Согласно физике работа не совершается, когда вы достигаете постоянной скорости. При постоянной скорости нет ни ускорения, ни силы, ни работы. К сожалению, то, что вы не выполняете никакой работы, не означает, что ваши мышцы не потребляют никакой энергии, мышцы неэффективны.

Когда вы взбираетесь на холм или лестницу, вы выполняете работу в физическом смысле, поскольку боретесь с гравитацией, пытающейся утянуть вас вниз. Затем ваши мышцы должны потреблять дополнительную энергию, часть ее в конечном итоге выполняет работу, чтобы заставить вас подняться, а часть тратится впустую в ваших мышцах.

При ходьбе работа трения равна нулю. Но кто на самом деле работает? Как кто-то становится перемещенным? Эта ситуация также возникает, когда кто-то поднимается, не поскользнувшись, или поднимается по лестнице.

Работа — это передача энергии макроскопической силой. Энергия не передается между вашими ногами и землей, поэтому вы не выполняете никакой работы с землей, а земля не производит никакой работы с вами. Вы также можете увидеть это из уравнения$W=Fd$. В точке контакта между вашей ногой и землей движения нет, поэтому$d=0$и$W=0$.

Вопрос, по-видимому, основывается на предположении, что любое преобразование энергии должно включать в себя механическую работу. Это просто неправда. Например, в теплопроводности нет механической работы.

Преобразование энергии, которое происходит, когда вы идете, заключается в том, что электрическая потенциальная энергия вашей пищи (или АТФ, или гликогена) преобразуется в тепло, в то время как КЭ вашего тела остается примерно постоянным.

Пролог: При ходьбе возникает трение (попробуйте сделать это по очень скользкой поверхности и расскажите мне о результате). Кроме того, ваши ноги предназначены для перемещения по неровным поверхностям и других удивительных вещей, таких как карабканье, повороты и раскачивание. Используя велосипед, вы можете более эффективно передвигаться по ровной поверхности, но большинство других вещей вам будет сделать труднее. Это потому, что механизм ходьбы намного сложнее, чем простые движущиеся мышцы. На самом деле, в то время как одни сокращаются, другие синхронно расслабляются, чтобы двигать ваш скелет, и это поддерживает все остальные системы в целом. Также есть все другие мышцы, такие как сердце и диафрагма, бомбардирующие кровь и воздух для всей установки.

Ответ: Работа совершается вашим телом в целом против силы тяжести и трения.

Вы толкаете землю назад, а земля толкает вас вперед благодаря силе трения покоя.

Чистая работа, выполняемая статическим трением, всегда равна 0 в системе, состоящей из ваших ног и земли.

Кинетическая энергия, которую вы получаете при ходьбе или беге, исходит из внутренней энергии ваших мышц.

Попробуем взглянуть на это с двух разных точек зрения:

1. Внутренние работы:

Подобно тому, как работа требует растяжения пружины, вы выполняете работу или тратите энергию, растягивая и сокращая мышцы ног, а также (под углом) сгибая ноги.

2. Внешняя работа:

2а. Когда вы перемещаете ящик по горизонтальной поверхности, вы совершаете работу, если вам приходится работать против силы трения. Если трение равно F, а ящик (или ваше тело) смещается на d, то выполненная вами работа W равна W=Fd (независимо от массы или веса тела, которые учитывают трение). F будет больше для более тяжелых тел.

2б. Когда вы идете, центр тяжести (ЦТ) вашего тела перемещается немного вверх (при скрещивании ног) и вниз (при расставленных ногах). Здесь, поднимая ЦТ, вы работаете против силы тяжести. Теперь представьте, что вы повторяете процесс подъема камня на определенную высоту и опускания его вниз. Каждый раз, когда вы поднимаете рейз, вы делаете работу; каждый раз, когда вы падаете, вы не делаете никакой работы! (Мне может понадобиться расширить этот 2b дальше).

Когда вы идете, вы совершаете работу против силы тяжести и трения.

Учтите, что когда вы идете по ровной поверхности, вы переносите вес тела, скажем, на правую ногу. Поднимите левую ногу и переместите ее на шаг. Для следующего шага вы переносите вес на левую ногу, поднимаете правую ногу и двигаетесь вперед. Таким образом вы двигаетесь.

Какая работа сделана?

Нога состоит из стопы и ноги. Это составляет примерно 6% от общей массы тела. У тебя 2 ноги. Таким образом, одна нога + ступня весит 3% от общей массы тела.

Таким образом, если человек весит 50 кг, то вес, который он перемещает за каждый шаг, будет равен 1,5 кг = 15 Н.

Таким образом, когда человек проходит прямой путь в 1 км, он будет работать примерно 15 000 Дж.

Не пытайтесь преобразовать в калории. Поскольку медицинские данные о «сожженных калориях» представляют собой тепло, выделяемое телом. Это не имеет ничего общего с выполняемой физической работой.

Надеюсь, я дал объяснение...

Я думаю, что работа, выполняемая человеком, равна 0, потому что земля не перемещается человеком, поэтому d = 0 и w (работа, выполняемая человеком) = 0.