Лестничная машина против лестницы. что сложнее?

У меня был большой спор в пабе о том, что лестничная машина легче, чем настоящая лестница, и все люди там не согласились, говоря, что единственная разница - сопротивление воздуха? Они шутят?

Моя точка зрения заключалась в том, что, поскольку лестница движется в том же направлении, что и вы, вы прилагаете меньше усилий, чтобы удерживать положение туловища; то есть м г "=" Ф лестница + Ф нога (при подъеме по стационарной лестнице Ф нога "=" м г )

Единственный случай, когда это было бы не так, если бы лестница была неподвижной, вы толкаете себя вверх, а затем, после перемещения веса тела вверх, лестница опускается и снова становится неподвижной. Но в противном случае лестница и ваши ноги движутся в одном и том же направлении, и сила (работа?), необходимая для работы против силы тяжести, чтобы оттолкнуться от лестницы, меньше. Доказательство в пудинге состоит в том, что, если лестница движется быстрее, сила, прикладываемая к каждой ступеньке, меньше.

Есть ли лучший способ объяснить это? Это бесило. Я думаю, что это как-то связано с уравнением рабочего баланса, но цифра была бы лучше.

Вы на самом деле перемещаете свой центр тяжести на настоящей лестнице, тогда как на стэдмастере вы в основном просто двигаете ногами, и ваш центр тяжести остается более или менее неподвижным. Так меньше работы делается. Чтобы то же самое произошло с мастером лестницы, вам нужно подняться на вершину мастера лестницы, а затем позволить мастеру лестницы спустить вас вниз, прежде чем снова подняться по ней. Что сложнее? Держась за тяжелую коробку на месте (мастер лестницы) или поднимая ее (ходьба)? По той же причине беговая дорожка легче, чем бег.
Это была моя точка зрения, я не говорю, что ваш торс никогда не двигается, но расстояние, на которое он перемещается, меньше, чем у настоящей лестницы. Я надеялся доказать это численно или с помощью векторов. Они все твердят об инерциальной системе отсчета человека, значит, разницы нет.
Просто скажите им, чтобы они действительно делали настоящие вещи. Или сделайте что-нибудь по-настоящему сами и позвоните в BS для их мысленных экспериментов. Разница очень очевидна уже после нескольких шагов, если вы несете вес 45 фунтов. При одинаковой скорости подъема нетрудно показать, что движение m вверх все время требует больше работы, чем оставаться в статике или двигаться зигзагами вверх половину времени и вниз другую половину.

Ответы (1)

Лестничные машины не совсем эквивалентны лестницам по нескольким причинам, но не из-за того, что вы остаетесь на одной высоте.

На настоящей лестнице удар вашей ступни о ступеньку будет довольно резким (вы будете использовать дополнительные мышцы для стабилизации). Ускорения в начале и в конце шага будут отличаться от механики тренажера. Машины могут иметь поручни для устойчивости. Вы, как правило, используете их совсем иначе, чем поручни на лестнице.

Но основная концепция работы ваших ног может быть похожей. На лестнице ваша нога прилагает силу, чтобы поднять ваше тело вверх против силы тяжести. На тренажере ваша нога прилагает усилия, чтобы удерживать ваше тело на той же высоте, когда платформа опускается.

С точки зрения упрощенной физики это очень похоже на ходьбу, чтобы сохранить свою высоту на спускающемся эскалаторе. Требуется столько же энергии, чтобы удержать ваше положение, когда это устройство опускается с некоторой скоростью, сколько требуется, чтобы подняться по лестнице с той же скоростью.

Выполняется ли работа при подъеме по эскалатору с той же скоростью и в направлении, противоположном нулевой скорости эскалатора?

С биомеханической точки зрения то, как мышцы взаимодействуют с шагами, и походка, которую вы используете, могут сильно различаться, что приводит к различиям в усилиях и полезности.

«На тренажере ваша нога прилагает усилия, чтобы удерживать ваше тело на той же высоте, когда платформа опускается». Да, но в отличие от настоящих лестниц, вы не работаете против силы тяжести.
Нет, вы не работаете против гравитации. Вы работаете против машины. Но общая работа, требуемая вашими мышцами, идентична (при одинаковой скорости бега и т. д.)
На машине вы не воздействуете на свое туловище, так как оно остается примерно неподвижным. На настоящей лестнице вы выполняете положительную работу с туловищем, так как движетесь вверх.
Это верно. Но вопрос, похоже, был не в работе над туловищем, а в том, что сложнее (затраты усилий/энергии). Работа над конкретным объектом зависит от кадра. Затраченных усилий нет.
@Sandejo Очевидно, что работа не связана с тем, насколько «сложно» что-то делать. Держите вес в одном и том же месте в течение длительного периода времени. Вы работаете с весом? Вам все еще трудно удерживать вес после длительного периода времени?
@BioPhysicist То, что работа не определяет однозначно, насколько что-то сложно, не означает, что она влияет на это. Не сложнее ли поднимать вес в течение определенного периода времени, чем удерживать его на месте в течение того же времени?
@Sandejo Достаточно честно. Но на мастере лестницы ступенька движется вниз, когда вы на нее нажимаете. Похоже, в этом случае будет тот же эффект; подталкивание туловища вверх (настоящая лестница) против предотвращения его движения вниз (мастер лестницы). Предполагая, что вы поднимаетесь по реальной лестнице с той же скоростью, что и мастер лестницы, вы будете прикладывать ту же силу за одно и то же время в любом случае. (Может быть?)
Лестница находится в постоянном движении независимо от того, находитесь ли вы на лестнице или нет. Если мы предположим, что две крайности проделанной работы: ваш торс остается полностью неподвижным, и ваш торс поднимается на ту же высоту, что и шаг, не будет ли первое действие «более легким»? Потому что центр масс движется меньше относительно центра земли?
@AngusKeane Представьте, что вы находитесь в лифте, который спускается с фиксированной скоростью 1 м/с. В лифте есть лестница (это огромный лифт...). Вы поднимаетесь по лестнице с вертикальной скоростью 1 м/с. Ваш торс «остается на месте», но вы прилагаете столько же энергии, как если бы лифт не двигался. Это потому, что система отсчета лифта инерциальна. Пока мастер лестницы не ускоряется, там то же самое.
@AngusKeane Или другой способ взглянуть на это: поднимитесь по настоящей лестнице, и видеокамера будет следовать за вами. Он увидит, что ваш торс не движется. Значит ли это, что вы не работаете? Нет. Система отсчета камеры не более и не менее достоверна, чем система отсчета человека, стоящего на земле. Именно так работают инерциальные системы отсчета.
Лестничная машина против лестницы. что сложнее?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v