Расчет объема работы, выполненной на тренировках в тренажерном зале

Я пытаюсь понять, как рассчитать объем работы, проделанной двумя людьми разного телосложения (160-фунтовый мужчина, то есть я, и 200-фунтовый мужчина) применительно к различным упражнениям, которые мы делаем в спортзале.

Все это для того, чтобы увидеть, кто на самом деле выполняет больше нагрузки на каждый фунт. У меня есть идеи, но я не знаю, с чего начать.

Например, если он и я делаем тренировку на толчок и жим с 50% веса тела и делаем одинаковое количество повторений за одну минуту, мы оба делаем одинаковую работу?

Кроме того, если мы оба делаем прыжки на ящик, и я делаю 25 из них с высоты 20 дюймов, а он делает 20 из них с высоты 20 дюймов за одинаковое количество времени, делаем ли мы одинаковую работу?

В-третьих, подтягивания. Если я делаю 20 подтягиваний (мужчина 160 фунтов), а он делает 16 (мужчина 200 фунтов), это тот же объем работы, при условии, что они выполняются за одно и то же время?

В последнюю очередь бег. Как мы можем определить, кто выполняет больше работы при подсчете времени пробега в одну милю? Буду признателен за любую помощь, так как я не изучал это в школе. Нам очень интересно получить науку об этом, чтобы мы могли определить, кто на самом деле выполняет больше работы в каждом упражнении.

Вы ищете ответ физики или биологии? У физики есть очень четкие ответы, но биология того, как человеческое тело поднимает предметы, очень сложна. Вот почему у нас так много разных типов тренировок.
Честно говоря, не уверен, с чего начать, так как не знаю, насколько сложным это может быть. Я тупой в физике. Это больше вопрос эффективности, который я должен задать? Должен быть какой-то способ подсчета по всем типам тренировок (сила, выносливость и т. д.), кто из них «лучше в форме», чем другой, исходя из соотношения «фунт на фунт». Я не хочу упрощать и говорить: «Да, он больше тягает, значит, он лучше подготовлен, или «Я могу прыгать выше, значит, я сильнее». Как мы можем сравнить все границы?
Другие затрагивали эту тему, но вы просите простого ответа на безумно сложный вопрос. Возьмем, к примеру, подтягивания. Наивный физический ответ состоял бы в том, чтобы умножить ваш вес на пройденное расстояние по вертикали, чтобы вычислить работу. Тем не менее, ваша техника и строение ваших рук, плеч и спины будут определять механическое преимущество движения, уровень вашей физической подготовки будет определять, насколько эффективно калории преобразуются в полезную работу и т. д.

Ответы (3)

«Работа» в физике и «усилие» — это очень разные вещи. Работа — очень полезное понятие в фундаментальной физике, но совершенно бесполезное в человеческом движении! Более тяжелый человек во всех ваших примерах будет выполнять больше механической работы, даже если они оба прилагают одинаковое количество умственных усилий. в зависимости от биомеханики этого, более тяжелый человек, вероятно, по-прежнему будет сжигать больше калорий! Это сложно и плохо описывается простыми понятиями механики.

Ваш пример с бегом хороший. Фундаментальная физика говорит нам, что можно проехать милю, пока высота не изменится, совершив 0 (или почти 0) работы. Тем не менее, человеческое тело сжигает около 100 пищевых калорий (= 100 килокалорий) при беге на милю! Мы ограничены конструкцией нашего тела, а не физикой, поэтому законы физики на самом деле не применимы.

Еще один пример, подчеркивающий абсурдность некоторых вещей: скажем, вы поднимаете десять 700-фунтовых гирь и ставите их каждую на полки на высоте шести футов над землей. Совершенно сверхчеловеческий, но сколько работы вы проделали? Фундаментальная физика говорит вам, что произведенная энергия равна 10 * (700 фунтов) * (9,81 метра в секунду ^ 2) * (6 футов). Подключив это к wolframalpha , мы увидим, что вы израсходовали около 14 пищевых калорий энергии (14 килокалорий). Это примерно энергия картофельных чипсов.

Это всего лишь ограничения, налагаемые фундаментальной физикой. Он говорит вам, что любая подъемная машина должна затратить не менее 14 ккал энергии, чтобы поднять такой вес. Он говорит вам, что вы можете потратить столько энергии, сколько захотите, чтобы проехать милю. Как на самом деле достичь этих вещей — вопрос инженерии!

Итак, это больше вопрос того, кто тратит меньше энергии на указанную тренировку? Мне кажется, что в вашем примере требуется одна и та же энергия, чтобы поднять любой вес, любую тренировку, так как же можно вычислить, кто более эффективен (так сказать, лучше подготовлен), чем другой?
@BRM Я не знаю, что вы имеете в виду, «это больше вопрос [...]». Фитнес может иметь отношение к силе, или гибкости, или весу, или здоровью, или ИМТ, или, может быть, эффективности, если вы действительно хотите использовать это как показатель. Это все совершенно разные вещи. Я не думаю, что есть простой физический ответ на то, к чему вы клоните.
Если не принимать во внимание гибкость, здоровье, ИМТ, то как бы вы измеряли такие вещи, как сила или эффективность? Пытаюсь найти точку отсчета для сравнения. Не кажется, что это должно быть так сложно, поскольку у нас так много известных (вес человека, используемые веса, используемые расстояния, время и т. д.). Почти все, что мы делаем, — это вертикальные движения. Наверное, я просто очень запутался...
Из быстрого поиска в Google эффективность человека рассчитывается на основе производительности труда (буквально сила, умноженная на расстояние, нажимающее на педаль) и потребленного кислорода, что составляет около 20% эффективности (точно так же, как двигатель вашего автомобиля эффективен на 20%). Я не знаю, как вы определяете «силу», но если это приложенная сила, то ее можно просто измерить пружинной шкалой! В общем, да, все, что связано с человеческим телом, будет очень запутанным и сложным.
@BRM вещи, которые НЕ сложны, - это те, которые процедурно и математически четко определены! Работа, мощность, эффективность и сила процедурно/математически хорошо определены для физиков, но определения физиков не всегда соответствуют простым английским значениям слов. Самое главное для вас сейчас, возможно, состоит в том, чтобы выяснить настоящий вопрос, который вы пытаетесь задать!

Вы можете провести приблизительное сравнение того, кто выполняет больше работы (согласно физике) в конкретном упражнении, используя формулу: проделанная работа = поднятый вес x расстояние. Это не говорит вам, кто сжигает больше калорий во время упражнения, это зависит от того, насколько эффективно вы используете энергию. Для этого вам нужно измерить, сколько кислорода используется.

Если упражнение основано на подъеме разных весов на одну и ту же высоту, то человек, поднимающий больший вес, выполняет больше механической работы. Это явно относится и к взятию на грудь, и к жиму, и к подтягиваниям. Человек, который делает больше повторений, делает пропорционально больше работы.

Это также относится к бегу и прыжкам на ящик, во время которых вы слегка поднимаете и опускаете свое тело. Если вы примерно одного роста, то при каждом шаге или прыжке вы поднимаете свое тело на одинаковое расстояние. Если вы бежите на одинаковое расстояние, вы, вероятно, делаете одинаковое количество шагов, поэтому вы делаете одинаковое количество повторений. Опять же, более тяжелый человек выполняет больше работы.

Время, которое занимают упражнения, не влияет на проделанную работу. Если вы выполняете ту же работу быстрее (или больше работы за то же время), вы более сильны. Это другое сравнение, и оно может не дать вам того же ответа. Например, ваш друг может поднять 200 фунтов три раза в минуту, в то время как вы поднимаете 100 фунтов семь раз в минуту. Ваш друг выполняет больше работы в каждом упражнении, но вы выполняете больше работы за то же время, поэтому вы сильнее. Однако это может быть не совсем корректное сравнение: ваш друг может поднимать 100 фунтов восемь раз в минуту.

Решить, кто лучше приспособлен, — это не то же самое, что решить, кто выполняет больше механической работы или даже кто делает ее быстрее. Сравнивать разные упражнения непросто.

Хотя это так же просто, как сказать Вт "=" Ф д в задаче механики с человеческим телом не все так просто. Контрпример: возьмите что-нибудь тяжелое и держите его там. д "=" 0 , но вы почувствуете, что вы, безусловно, продолжаете делать работу.
Сэмми, как нам начать процесс оценки каждого из этих движений? Их формула должна быть исчисляемой... кажется, что когда я учился в колледже, они были действительно большими по VO2 max и т. д., что отлично на одних уровнях, но плохо на других. Если дано ограничение по времени на набор упражнений и установлен пропорциональный вес, будет ли это справедливым сравнением этих типов движений? Что означает «тратить больше энергии»? Является ли «мощность» метрикой, которую нам нужно использовать при рассмотрении этих движений, а затем разделить ее на массу тела? Мне просто нужна отправная точка, которая была бы справедливой...
Вы сказали, что хотите определить, кто на самом деле выполняет больше работы в каждом упражнении. Я предложил простой способ сделать это. Попытка подсчитать точный объем физической работы, выполненной в каждом упражнении, и сравнить одно упражнение с другим гораздо сложнее, и это не то, с чем может справиться «новичок». Кроме того, вы пытаетесь сравнить работу, выполненную в соответствии с физикой, или сравнить использованные калории? Или вы пытаетесь найти, кто использует энергию более эффективно?
Мощность говорит вам, кто делает работу быстрее. Если вы поднимаете один и тот же вес на одну и ту же высоту, вы делаете ту же работу, но если вы можете сделать это быстрее, чем ваш друг, вы сильнее. Это другое сравнение. ... Трудность в том, что вы не понимаете, что именно вы хотите сравнить. Сравнение через все границы добавляет еще один уровень сложности, потому что каждый из вас может выполнять больше работы или быть более эффективным или более мощным в разных упражнениях. Общий победитель затем зависит от того, какие упражнения сравниваются и какой «вес» присваивается каждому.

Если вам нужен простой физический ответ и вы хотите, чтобы он был простым, давайте воспользуемся формулой для работы. Работа = Сила х Расстояние. Сила = масса x ускорение (которое мы используем как ускорение силы тяжести, которое мы преодолеваем. Итак, для каждого упражнения (и мне нужно преобразовать в метрику):

Первые предположения (не слишком практичные, но и не в кроличью нору)

  1. В каждом повторении вес или тело перемещаются на расстояние 1 метр. Таким образом, подтягивание снизу вверх равно пройденному метру. Также вы будете прыгать на метровом ящике. Вы одного роста, и ваши взятия на грудь перемещают вес на один метр.
  2. Первое повторение и последнее повторение выполняются с одинаковой скоростью. Каждое повторение занимает одну секунду. Итак, для Силы мы просто будем использовать массу x ускорение (от нуля до 1G = 1). Итак, снова вы весите 70 кг x 1 = 70 ньютонов.

ОК Очищает

Вы: 50% x 70 Ньютонов = 35 Н x 1 метр x 10 повторений = 350 Дж Он 50% x 90 Ньютонов = 45 Н x 1 метр x 10 повторений = 450 Дж (при желании разделите на кг массы тела)

Прыжки на ящик

Вы: 70 Н x 1 метр x 25 повторений = 1750 Дж Он: 90 Н x 1 метр x 20 повторений = 1800 Дж

Подтягивания

Вы: 70 Н x 1 метр x 20 повторений = 1400 Дж Он: 90 Н x 1 метр x 16 повторений = 1440 Дж

Так что он всегда делает больше работы, а вы больше работы на килограмм веса.

Расчет объема работы, выполненной на тренировках в тренажерном зале
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 7v