Меню

Как узнать мощность человека



Как узнать мощность человека

Пусть взрослый мужчина потребляет W = 2200 ккал в сутки, при этом он не толстеет и не худеет. Так как в одной килокалории 4200 джоулей, то в джоулях эта энергия составляет: W = 2200 * 4200 = 9.24 (МДж). Девять с хвостиком мегаджоулей.

Мощность вычисляется по формуле: P = W/T, где Т это время в секундах за которое эта энергия была потрачена. В сутках 86 400 секунд, поэтому P = 9.24 МДж/86400 с = 107 Вт. Это примерно мощность электролампочки, от такого не особенно согреешься.

Теперь поставим этого же человека на беговую дорожку и попросим бежать со скоростью 13 км/ч. За час он пробежит 13 км и истратит около 1050 ккал, заставив дорожку работать на мощности примерно 250 Вт. За 1 час он истратит почти ПОЛОВИНУ своей суточной потребности в энергии. Какую же мощность он разовьет? Приблизительно 1.2 кВт. А вот это уже мощность небольшого электрообогревателя и это в 11 (!) раз больше потребления энергии в покое.

При этом коэффициент полезного действия составляет всего около 20% — только 250 ватт превратится в механическую энергию (если прикрутить к беговой дорожке динаму, то можно весь час питать 2-3 лампочки). Остальная часть должна рассеиться с поверхности кожи, да еще таким образом, чтобы тело находилось при постоянной температуре.

Если нет сильного ветра (фактически наш бегун стоит на месте) или вентилятора, то уже при этой мощности необходимо начать сбрасывать жидкость — бегун начинает очень обильно потеть. За счет испарения пота процесс теплообмена с окружающим воздухом интенсифицируется и излишек тепловой энергии отводится позволяя поддерживать «рабочую» температуру тела.

Еще один момент — интенсивность теплообмена пропорциональна разнице температуры среды и температуры объекта. Когда окружающий воздух имеет температуру в 20 градусов, разница составляет 17, а когда, например, 32 — всего лишь 5 градусов. То есть, грубо говоря, теплоотдача падает в три раза по отношению к аналогичным условиям с низкой температурой воздуха. Поэтому бегать на жаре практически невозможно, тело моментально перегревается — а попробуйте побегать при температуре тела, хотя бы на 2 градуса превышаюшую нормальную.

Лучше бегуны могут пробежать за час около 21 км, так что их мощность можно оценить примерно в 2 кВт. Скорость, с которой наше тело может утилизовать химическую энергию и рассеивать ее в виде тепловой, очевидно, ограничена. Теперь становится немного понятнее, почему человек не может бежать с максимальной скоростью (скажем, 36 км/ч) дольше нескольких секунд, учитывая то, какая мощность просматривается на такой скорости.

Для справки:
В 100 граммах жира 900 ккал, в 100 граммах углеводов и белков по 400 ккал.
Сжигая 100 грамм подкожного жира тело получает около 760 ккал.
В одной шоколадке весом 100 грамм 550-600 ккал.
1 лошадиная сила = 735.5 Вт.

Читайте также:  Требуемая мощность паяльника определяется

Источник

МОЩНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА

Большая медицинская энциклопедия . 1970 .

Смотреть что такое «МОЩНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА» в других словарях:

мощность — 3.6 мощность (power): Мощность может быть выражена терминами «механическая мощность на валу у соединительной муфты турбины» (mechanical shaft power at the turbine coupling), «электрическая мощность турбогенератора» (electrical power of the… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Мощность эквивалентной дозы — 4. Мощность эквивалентной дозы Величина, введенная для оценки радиационной опасности хронического облучения излучением произвольного состава и определяемая отношением приращения поглощенной дозы за малый интервал времени к этому интервалу… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Мощность критерия — Ошибки первого рода (англ. type I errors, α errors, false positives) и ошибки второго рода (англ. type II errors, β errors, false negatives) в математической статистике это ключевые понятия задач проверки статистических гипотез. Тем не менее,… … Википедия

мощность эквивалентной дозы внешнего гамма-излучения — 3.15 мощность эквивалентной дозы внешнего гамма излучения: Мощность поглощенной дозы, определяемая с учетом биологического воздействия излучения на различные органы и ткани организма человека. Источник: ГОСТ Р 54964 2012: Оценка соответствия.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р МЭК 62209-1-2008: Воздействие на человека радиочастотных полей от ручных и располагаемых на теле беспроводных устройств связи. Модели человека, измерительные приборы и процедуры. Часть 1. Порядок определения коэффициента удельного поглощения энергии для ручных устройств, используемых в непосредственной близости к уху (полоса частот от 300 МГц до 3 ГГц) — Терминология ГОСТ Р МЭК 62209 1 2008: Воздействие на человека радиочастотных полей от ручных и располагаемых на теле беспроводных устройств связи. Модели человека, измерительные приборы и процедуры. Часть 1. Порядок определения коэффициента… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

создаваемая выходная мощность — 3.7 создаваемая выходная мощность (conducted output power): Средняя мощность сигнала, посылаемого передатчиком в фидер антенны в течение периода времени, достаточно продолжительного по сравнению с периодом самой низкой частоты модуляции при… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

средняя (по времени) поглощаемая мощность — 3.2 средняя (по времени) поглощаемая мощность [average (temporal) absorbed power] , Вт: Значение средней поглощаемой мощности, вычисляемое по формуле где t2 время окончания воздействия, с; t1 время начала воздействия, с; t2 t1 продолжительность… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Потребляемая мощность, — 3.2. Потребляемая мощность, В × А 4.5. Соответствие анализаторов, содержащих источники звуковой информации, возможностям органов слуха человека (ГОСТ 16035 81), баллы 6. ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ Кпр Возможность реализации за рубежом Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Читайте также:  Таблица мощности проводов по сечению алюминий медь

Орнитоптер — Джоджа Уайта ( … Википедия

СИЛА — СИЛА. Под именем С. разумеется причина, сообщающая материальной точке ускорение в том или другом направлении. Мерой С. является численное значение произведения массы (ш) на величину ускорения (д): F=mg. Выраженная в абсолютных единицах единица С … Большая медицинская энциклопедия

Источник

Работа и мощность человека. Эргометрия

Работа и мощность, которые характерны для человека, зависят от многих факторов. При кратковременных усилиях человек может развивать мощность порядка нескольких киловатт. Например, если спортсмен массой 70 кг подпрыгивает так, что его центр масс подни­мается на 1 м (по отношению к нормальной стойке), а фаза оттал­кивания длится 0,2 с, то он развивает мощность около 3,5 кВт.

При ходьбе с постоянной скоростью по ровному месту человек также совершает работу, хотя его кинетическая энергия не изме­няется. В данном случае энергия затрачивается главным образом на периодическое поднятие центра масс тела и на ускорение или замедление ног. Часть’ этой энергии идет на нагревание организма за счет «сопротивления» его частей и нагревание окружающей сре­ды. Например, человек массой 70 кг при ходьбе со скоростью 5 км/ч развивает мощность около 60 Вт. С возрастанием скорости эта мощность быстро увеличивается, достигая 200 Вт при скорости 7 км/ч. При езде на велосипеде положение центра масс челове­ка изменяется гораздо меньше, чем при ходьбе, и ускорение ног тоже меньше. Поэтому мощность, затрачиваемая при езде на

велосипеде, значительно меньше: 30 Вт при скорости 9 км/ч, 120 Вт при 18 км/ч.

Работа, совершаемая мышцами при выполнении активных дви­жений, называется динамической. Эта работа связана с переме­щением частей тела. В том случае, когда человек сохраняет свою позу неизменной, такие перемещения отсутствуют, а при отсут­ствии перемещения работа всех сил равна нулю. Поэтому может показаться, что человек, стоящий неподвижно, не тратит энергию. Однако опыт показывает, что сохранение неподвижной позы в тече­ние длительного времени вызывает значительное утомление. Еще большую усталость испытывает человек, держащий в вытянутой руке гантель. Сидящий человек также испытывает усталость мышц спины и поясничной области, если на плечи ему поместить груз. Причина усталости (а значит и энергозатрат) при статических на­грузках состоит в том, что покой в данном случае является кажу­щимся. Вследствие биологической активности мышц у человека всегда наблюдается физиологический тремор (лат. tremor — дро­жание). При этом происходят незаметные глазу очень мелкие и очень частые сокращения и расслабления мышц. Следователь­но, мышцы постоянно совершают работу (такую работу называют статической) и расходуют запас энергии. Сила мышц падает и требуется перерыв для ее восстановления. Этим и объясняется то, что стоящий человек время от времени переносит тяжесть тела с одной ноги на другую.

Читайте также:  Конвектор imp klima мощность

В спортивной терминологии используются следующие понятия:

  • ритм работы — определенная последовательность чередо­вания рабочих операций и их отдельных элементов в процессе дея­тельности;
  • темп работы — число последовательно выполняемых опе­раций в единицу времени.

При этом мощность часто определяют как темп, в котором вы­полняется работа или расходуется энергия.

Эргометры.Для измерения работы человека применяют при­боры, называемые эргометрами. Например, велоэргометр пред­назначен для измерения полезной работы и мощности при езде на велосипеде. Для этого через обод колеса, которое вращает испы­туемый, перекинута стальная лента. Сила трения между лентой и ободом колеса измеряется динамометром. Вся работа испытуе­мого затрачивается на преодоление трения. Умножая длину окруж­ности колеса на силу трения, находят работу, совершенную при

каждом обороте. Зная число оборотов и время испытания, опреде­ляют полную работу и среднюю мощность.

Энергетика бега . Предположим, что бегун передвигается с по­стоянной скоростью по горизонтальной поверхности. Работа, ко­торая при этом совершается, сводится к преодолению трения и со­противления воздуха. При беге действие трения невелико, но, тем не менее, бег с постоянной скоростью связан со значительными затратами энергии. Энергия тратится на движение тела бегуна вверх-вниз и на отталкивание ногами от почвы. Кроме того, тело бегуна превращает энергию в теплоту. Дополнительная причина потери энергии заключается в том, что ноги бегуна, масса кото­рых составляет примерно 40% от массы тела, в про­цессе бега постоянно ускоряются и тормозятся. Поэтому работа, выполняемая мышцами ног для поддержания движения тела впе­ред с постоянной скоростью, велика.

В первом приближении можно считать, что работа, выполняе­мая мышцами бегуна за один шаг, пропорциональна кинетической энергии, сообщаемой той ноге, которая после отталкивания от зем­ли выносится вперед: А — mv 2 (m — масса ноги). В то же время эта работа определяется формулой А = Fd, где F — сила мышц, d — расстояние, на котором при каждом шаге мышцы выполняют ра­боту. Считается, что сила мышц (F) пропорциональна квадратухарактеристической длины (L 2 ), а масса (т) пропорциональна кубу характеристической длины (L 3 ). Кроме того, расстояние d пропор­ционально L.Следовательно,

Таким образом, можно считать, что скорость, которую может поддерживать бегун, не зависит от его размеров. Ориентировочные значения скоростей, которые могут развивать человек и некото­рые животные, представлены в табл. 5.3.

Люди — неважные бегуны. Это объясняется тем, что масса ног человека составляет около 40% массы тела и требует значитель­ных затрат энергии при каждом торможении и разгоне. Самые быстроходные животные имеют худые ноги, а основная масса со­средоточена в теле. Большие мышцы ног у некоторых животных (лев, тигр, большие кошки) приспособлены для прыжков, а не для быстрого бега.

Источник

Adblock
detector