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骑车和跑步同一段位移,骑车似乎更省力,但是骑车明明没有像汽车那样额外消耗外界的能量呀?

2023-05-07体育

从工程分析的角度上,简化一下模型来分析也许理解起来更简单。

1,骑车主要是驱动车轮转动。主要的阻力是风阻和滚阻。其中风阻是速度的二次方,速度比较小的时候。我们可以把它简化掉。

所以,骑车简化之后,只需要克服车轮滚动阻力。滚动阻力和摩擦系数以及重力有关。这里我们再简化一下,把自行车的重量简化掉。骑车需要做的功就是克服滚动摩擦阻力。

重力(身体重量)乘以摩擦系数。

2,跑步,同样去简化模型,我们跑步的动作是跃起,前冲,落地,再跃起。这里面,人体蹬踏地面的作用力,可以分解到两个方向,一个向后,克服摩擦力,推动身体前进。另一个向下作用在地面,在反作用力作用下使身体腾空。同样需要克服摩擦阻力,同样是重力乘以摩擦系数。

但是相比骑车,我们还需要把身体克服重力,跃起做功。这部分做功相对于前行本身是没有用处的。

所以,跑步相对于骑车来说,我们需要做的多的,是克服重力让身体腾空,这部分克服重力势能做功的能量又没有直接让身体前进。所以,同样的做功,骑车的效率更高,感觉更省力。

如果经常跑马拉松的人,经常会听说跑马拉松要「小步快跑」。因为马拉松运动距离更长,那么相对短跑,有效利用身体能量更重要。

现在运动手表上有个参数,垂直振幅,其实就是跑动中身体腾空的高度。这个高度越小越好,意味着你花费更少的能量让身体腾空。