為什么同樣的距離跑步比騎自行車費勁
早上起來,在路邊或者在公園我們常常會看到有人在跑步,他們跑的滿頭大汗,可是騎著自行車的我們卻一點也感覺不到累。為什么通過同樣的距離跑步比騎自行車費勁,其中的原因是什么呢?相信許多朋友們都不太了解,下面就小編來給大家解答一下疑惑吧。
有人說,在水平地面上沿相同路線騎自行車與跑步,在這兩種情況下&ld;遷移質量&rd;所需做的總功(或者說所耗的能)是相同的。這種說法其實是不靠譜的。因為所做的功并不在于遷移質量,而在于遷移過程中克服物學家們所稱的&ld;耗散力&rd;,諸如風和摩擦等帶來的阻力。
為了弄明白騎自行車與跑步的物含義,我們不妨作兩種半定量的估算。測量表明,使用一輛相當輕便的自行車勻速騎行,必須用大約1牛的力來克服輪軸的摩擦,用約2牛的力來克服輪胎的滾動摩擦。車速為8千米/時,風的阻力大約也為1牛。于是所需的克服這些&ld;耗散力&rd;的總力大約是4牛。騎行1千米,所做的總功約需4000焦。假如車速增加1倍(即16千米/時),那么風的阻力會增大4倍,所需做的總功約為7000焦。假如車速增加2倍(即24千米/時),那么風的阻力會增大到9牛,騎行1千米所需做的總功約為12 000焦。
跑步的情況更復雜一些,至少包含兩種主要的運動:人體的水平運動,以及每跑一步運動者質心的垂直跳動。正是后者耗去了跑步者的大量能量。對體重70千克的運動者而言,若其跨步時向上跳動約15厘米,則每跨一步耗去的能量約為100焦。這份能量最終在腳踩地面時轉換成熱能和聲能。若以每千米跨925步估算,那么腳撞擊地面所花去的總能量約為92 500焦。與上述騎自行車所花去的總能量相比,答案是顯然的。
我們還可以從另一個角度進行考察,即兩種運動所做的功都來自運動員的有氧呼吸消耗。根據運動生學者的測算,跑步的消耗大約為260 000焦/千米,幾乎是上述克服外界&ld;耗散力&rd;所花去能量的3倍!這其中的額外能量是被用于克服身體內的&ld;摩擦力&rd;,諸如跑步時的排汗,就表明機體產生了大量的熱量,所以跑步者會覺得越跑越熱,甚至大汗淋漓。而騎自行車時,這一部分能量消耗就很少。若以8千米/時的速率騎車,那么騎車者每分鐘大約蹬踏板32次(周),這就同一般散步者的跨步頻率接近,騎車者除腿部周期性踩踏板外,上身基本沒運動。若車況與路況均較好的話,其有氧呼吸的消耗只比步行者略多,而連跑步者消耗的1/10都不到。
上述估算和實測表明,通過相同的距離,騎自行車確實要比跑步省力得多。