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騎車和跑步同一段位移,騎車似乎更省力,但是騎車明明沒有像汽車那樣額外消耗外界的能量呀?

2023-05-07體育

從工程分析的角度上,簡化一下模型來分析也許理解起來更簡單。

1,騎車主要是驅動車輪轉動。主要的阻力是風阻和滾阻。其中風阻是速度的二次方,速度比較小的時候。我們可以把它簡化掉。

所以,騎車簡化之後,只需要克服車輪捲動阻力。捲動阻力和摩擦系數以及重力有關。這裏我們再簡化一下,把自由車的重量簡化掉。騎車需要做的功就是克服捲動摩擦阻力。

重力(身體重量)乘以摩擦系數。

2,跑步,同樣去簡化模型,我們跑步的動作是躍起,前沖,落地,再躍起。這裏面,人體蹬踏地面的作用力,可以分解到兩個方向,一個向後,克服摩擦力,推動身體前進。另一個向下作用在地面,在反作用力作用下使身體騰空。同樣需要克服摩擦阻力,同樣是重力乘以摩擦系數。

但是相比騎車,我們還需要把身體克服重力,躍起做功。這部份做功相對於前行本身是沒有用處的。

所以,跑步相對於騎車來說,我們需要做的多的,是克服重力讓身體騰空,這部份克服重力勢能做功的能量又沒有直接讓身體前進。所以,同樣的做功,騎車的效率更高,感覺更省力。

如果經常跑馬拉松的人,經常會聽說跑馬拉松要「小步快跑」。因為馬拉松運動距離更長,那麽相對短跑,有效利用身體能量更重要。

現在運動手表上有個參數,垂直振幅,其實就是跑動中身體騰空的高度。這個高度越小越好,意味著你花費更少的能量讓身體騰空。