Откуда берется «дополнительная помощь» при перекатывании объекта на колесах?
Ваш пример иллюстрирует тот факт, что физические усилия не обязательно равны физической работе. Даже просто держать тяжелый предмет, даже не ходя с ним, утомительно, и при этом никакой физической работы не делается.
Надеюсь это поможет
В принципе, перемещение груза с постоянной скоростью по ровной поверхности не должно требовать энергии (если пренебречь трением воздуха и пола, которым можно пренебречь при малых скоростях). Независимо от того, несете ли вы вес вручную или на колесном устройстве, никакая работа не выполняется.
Причина, по которой люди все еще чувствуют, что они расходуют энергию при переноске тяжестей, связана не с физикой, а с биологией, и, в частности, с тем, как работают человеческие мышцы. Как объясняет Фейнман в главе 14 «Фейнмановских лекций »:
Слово «работа» в физике имеет такое значение, отличное от значения этого слова, используемого в обычных обстоятельствах, что следует тщательно заметить, что существуют некоторые специфические обстоятельства, в которых оно оказывается не тем же самым. Например, согласно физическому определению работы, если человек какое-то время держит стофунтовую гирю над землей, он не выполняет никакой работы. Тем не менее всем известно, что он начинает потеть, трястись и тяжело дышать, как будто бежит вверх по лестнице. Тем не менее, бег вверх по лестнице считается выполнением работы (согласно физике, бегая вниз, человек получает работу из мира), но просто удерживая объект в фиксированном положении, работа не совершается. Ясно, что физическое определение работы отличается от физиологического определения по причинам, которые мы вкратце рассмотрим.
Это факт, что когда кто-то держит вес, он должен выполнять «физиологическую» работу. Почему он должен потеть? Почему ему нужно потреблять пищу, чтобы поддерживать вес? Почему механизм внутри него работает на полную катушку только для того, чтобы удерживать вес? На самом деле, вес можно было удерживать без усилий, просто положив его на стол; тогда стол тихо и спокойно, без какого-либо подвода энергии способен удерживать тот же вес на той же высоте! Физиологическая ситуация примерно следующая. В теле человека и других животных есть два вида мышц: один вид, называемый поперечнополосатой или скелетной мышцей, относится к типу мышц, которые есть, например, на наших руках и находятся под произвольным контролем; другой вид, называемый гладкой мускулатурой, похож на мышцу кишечника или, у моллюска, на большую приводящую мышцу, закрывающую раковину. Гладкие мышцы работают очень медленно, но могут удерживать «набор»; иными словами, если моллюск попытается закрыть свою раковину в определенном положении, он будет удерживать это положение, даже если очень большая сила пытается изменить его. Он будет удерживать положение под нагрузкой часами и часами, не уставая, потому что он очень похож на стол, на котором стоит груз, он «устанавливается» в определенное положение, и молекулы просто временно фиксируются в нем без какой-либо работы, никакой работы. усилие, создаваемое моллюском. Тот факт, что нам приходится прилагать усилия, чтобы удерживать вес, объясняется просто строением поперечнополосатых мышц. Происходит следующее: когда нервный импульс достигает мышечного волокна, оно слегка дергается, а затем расслабляется, так что, когда мы что-то держим в руках, к мышце поступает огромное количество нервных импульсов. большое количество подергиваний поддерживает вес, в то время как другие волокна расслабляются. Мы, конечно, это видим: когда мы держим тяжелый вес и устаем, нас начинает трясти. Причина в том, что залпы идут неравномерно, а мышца устала и недостаточно быстро реагирует.
Переноска тяжелого веса кажется более напряженной и требует больше энергии, потому что ваши мышцы сопротивляются силе тяжести на грузе, а также обеспечивают импульс движения вперед. Когда вы возлагаете нагрузку на колеса, как это сделали вьетконговцы со своими велосипедами на тропе Хо Ши Мина, то при условии, что у вас есть гладкая, плоская поверхность для движения, вам нужно только обеспечить импульс движения вперед. Энергия, которую вы в противном случае использовали бы для сопротивления силе тяжести груза, больше не обеспечивается вашими мышцами. Это объясняет нагрузку, но, конечно, вам все еще приходится справляться с силой тяжести, действующей на ваше тело.
пользователь 207455