5.7. Работа и мощност на човека. велоергометрия
Работа и мощност, които са характерни за човек, зависи от много фактори. Когато краткосрочни стреми човек може да се развива мощност от няколко киловата. Например, ако 70 килограмов атлет скокове, така че центърът на маса се повишава от 1 m (спрямо нормална скорост) и фазата на отблъскване трае 0.2 секунди, развива мощност от около 3.5 кВт.
При ходене с постоянна скорост на нивото на земята и човекът не работи, въпреки че кинетичната енергия не се променя. В този случай енергията се изразходват главно на периодичната издигането на центъра на тежестта и ускоряване или забавяне на краката. Част от тази енергия се използва за загряване на тялото поради "устойчивост" на съставните му части и отопление среда на околната среда. Например, човек с тегло 70 кг за ходене при скорост от 5 km / h е с мощност от около 60 вата. С това увеличение на капацитета бързо увеличаване на скоростта, достигайки 200 W със скорост 7 km / h. Когато колоездене човешкото център позиция на масово се променя много по-малко, отколкото при ходене, както и ускоряване на краката твърде малко. Следователно силата изразходват при колоездене е значително по-малко от 30 W при скорост на 9 km / h, 120 W при 18 km / h.
Работата, извършена от мускулите по време на активни движения, наречена динамична. Тази работа е свързана с движение на части от тялото. В случаите, когато лицето, което запазва позицията си непроменена, няма такива движения, а при липса на движение на работата на всички сили, е нула. Следователно, може да се окаже, че лице, което стои неподвижен, без да се губи енергия. Въпреки това, опитът показва, че поддържането на фиксиран поза за дълго време, причинява значителни умора. Още по-чувствате уморени човек държащ гира в протегнатата му ръка. Седналият мъж също се чувства уморените мускули от региона на гърба и лумбален, ако раменете на него, за да поставят на стоките. Причината за умора (и следователно на енергия) се състои в статични натоварвания, които почиват в този случай е видно. Благодарение на биологичната активност на мускулите на лицето винаги се наблюдава физиологичен тремор (треперене латински -. Нервнича). Така се появява един фин око е много малък и много често свиване и отпускане на мускулите. Следователно мускулите постоянно се извършват работа (тези произведения се наричат статични) и консумират енергия резерв. мускулната сила намалява и се нуждае от почивка, за да го възстановите. Това обяснява факта, че човекът стои от време на време се измества тежестта си от единия на другия крак.
Следните понятия се използват в спортната терминология:
- ритъм на работа - определена последователност на редуване на операциите и техните отделни елементи работа по време на активност;
- скорост на работа - броят на последователни операции, извършвани за единица време.
Силата често се определя като скоростта, с която се работи или изразходваната енергия.
Велоергометри. За измерване на работните използва устройства на човек, наречени велоергометри. Например, ергометър за измерване на полезна мощност и работа при каране на велосипед. За тази цел през ръба, който се върти теста, стоманената лента се изхвърля. Силата на триене между лентата и джантата се измерва с динамометър. Всички теста за работа се изразходва за преодоляване на триенето. Увеличаването на дължината на окръжността на колелото на силата на триене, намиране на работа, извършена по време на всяка революция. Знаейки, скоростта и времето на теста, се определи общата производителност и средна мощност.
тече енергия. Да приемем, че на второ място се премества с постоянна скорост на хоризонтална повърхност. Работата, която се прави в този случай се свежда до преодоляване на триенето и съпротивлението на въздуха. Когато изпълнявате действия на триене е малка, но въпреки това работи с постоянна скорост свързано със значителна енергия. Енергията се изразходва за движението на тялото нагоре и надолу бегач и отблъскване на краката от земята. Освен това, тялото на бегач преобразува енергията в топлина. Допълнителна енергийни загуби от причините е, че водачът, крак, чиято маса е около 40 \% от телесното тегло (вж. Таблица. 5.1), по време на работи непрекъснато ускорено и забави. Ето защо, работата, извършена от мускулите на краката, за да се запази тялото да се движим напред с постоянна скорост, страхотно.
В първо приближение, можем да предположим, че става чрез мускулите на бегач в една стъпка работата, е пропорционална на кинетичната енергия, предадена на този крак, който, след като отблъсна от земята, подадена в бъдещето:
MV2 (т.е. - крак тегло). В същото време на работа се определя от формула А = F # 8729; г, където F - мускулната сила, г - разстоянието, на което мускулите вършат работата на всяка стъпка. Смята се, че силата на мускулите (F) е пропорционална на квадрата на характеристика дължина (на L2) и тегло (г) е пропорционален на куба на характеристика дължина (L3). Освен това, разстоянието D е следователно пропорционално L.,
По този начин, можем да приемем, че скоростта, която може да бъде подкрепено бегач, независимо от техния размер. Приблизителни стойности на скорости, които могат да достигнат до човека и някои животни са показани в таблица. 5.3.
Хората - дали пътеки. Това се дължи на факта, че масата на човешкото крака е около 40 \% от телесното тегло и изисква значително количество енергия за всеки спиране и ускоряване. Повечето животни имат високоскоростна тънки крака, а по-голямата част са концентрирани в организма. Големите мускули на краката при някои животни (лъвове, тигри, големи котки) са приспособени за скокове, но не и за бързо бягане.
Скорост на животните и човека
Човекът е ограничен в обема на работата, те не са произведени изисква само за тази енергия, но също така и степента на нейното използване, т.е.. Д. власт. Например, един човек може да отиде на дълго разстояние на стълбите, преди да бъде принуден да спре поради факта, че прекарва твърде много енергия. Въпреки това, с повишаването на висока скорост, може да падне от изтощение, счупи само една малка част от пътя. В този случай, ограничаване поставя количество консумирана мощност т. Е. Скоростта, с която човек се дължи на биохимични процеси преобразува химичната енергия в механична работа храна. Фактът, че активното тяло често действа на ръба на максималните си възможности, подкрепени от най-различни случаи, при спортисти на състезания разкъсват мускули, връзки, сухожилията.
Енергийна консумация за различни човешки дейности (приблизителна стойност)
Мощност на енергия, W
Подготовка за класовете
Практическите занятия (лабораторни упражнения)
Silent четене
ходене по гладък път със скорост 5 km / h
Мощност енергия човешкото тегло 70 кг с различни дейности и при натоварване е показан в таблица. 5.4 и 5.5
Енергийна консумация от човека по време на тренировка в групата упражнения
Свързани статии