Vì sao đi xe đạp đỡ mệt hơn đi bộ?

ngày đăng 11 thg 4, 2022

Cái gọi là đỡ tốn sức là chỉ năng lượng tiêu hao của thân người giảm nhỏ. Theo tính toán, một xe đạp tốt, vận hành với tốc độ không đổi trên mặt đường bằng phẳng thì sẽ phải dùng khoảng 1N lực để khắc phục ma sát giữa xe và trục. Để duy trì sự chuyển động không ngừng của bánh xe còn cần bỏ thêm 2N lực để khắc phục ma sát với mặt đất. Đi xe ngược hướng gió cũng gặp sức cản, nếu tốc độ xe là 24km/h thì sức cản ngược hướng gió là 9N. Căn cứ vào đó mà tính thì cứ đi một km người ta phải tiêu hao một năng lượng là 1200J. 

Nếu đi bộ năng lượng tiêu hao còn lớn hơn. Theo phương pháp tương tự như trên cũng tính ra được. Khi đi bộ, trọng tâm của thân người không ngừng nhô lên tụt xuống, cứ đi cứ đi một bước sẽ tương đương với người nhảy lên theo hướng thẳng đứng một lần, độ nhảy cao vào khoảng 15cm. Đối với một người có trọng lượng 700N (khoảng 70kg) thì ứng với mỗi bước lớn mất 100J năng lượng để nhấc thân mình lên. Khi bàn chân chạm vào mặt đất thì phần năng lượng đó sẽ mất đi qua việc tạo thành âm thanh và phát nhiệt khi ma sát với mặt đất. Nói chung cứ đi 1km con người phải bước hơn 900 bước, năng lượng tiêu hao khi chân va đập với mặt đất lên tới hơn 9000J, chỉ riêng khoản này đã khiến cho năng lượng tiêu hao của người khi đi bộ lớn hơn 8 lần khi đi xe đạp. Thế vẫn chưa hết vì khi đi bộ cũng phải khắc phục sức cản của gió, thế nhưng khoản tiêu hao này so với khoản tiêu hao năng lượng nói trên nhỏ không đáng kể.

 

hinh-anh-vi-sao-di-xe-dap-do-met-hon-di-bo-23-0

Cơ bắp hoạt động khi người đạp xe đạp

Hai khoản tiêu hao này cũng chưa phải là toàn bộ, mà còn một khoản tiêu hao tiềm ẩn nhưng lại lớn nhất về số lượng. Xét từ góc độ vật lý thì thấy con người cũng như một cỗ máy. Khi người đi, các bộ phận trên cơ thể cũng giống như xe và trục xe chuyển động tương đối với nhau. Ví dụ các khớp xương sẽ vận động không ngừng, các cơ bắp cũng không ngừng co và duỗi ra, tim và phổi cũng gia tăng lượt hoạt động, mạch máu nở ra, máu tăng cường tuần hoàn, … những điều trên làm cho ma sát bên trong tăng mạnh. Ngoài ra, lượng bài tiết mồ hôi tăng thêm, nhiệt bức xạ của thân người cũng tăng lên, do đó việc thải nhiệt năng cũng tăng. Sự tiêu hao của các phần năng lượng này rất khó trực tiếp tính được. Thế nhưng những nhà sinh lý học về vận động đã có một phương pháp rất hay để ước tính. Họ ước tính như sau: Khi năng lượng tiêu hao của con người tăng lên thì hô hấp phải nhanh lên, điều đó cho thấy lượng oxy cần thiết phải tăng lên. Vì vậy, căn cứ vào lượng tiêu hao oxy có thể gián tiếp tính được năng lượng tiêu hao của cơ thể con người. Căn cứ vào kết quả của phương pháp đo lường này có thể tính được con người cứ đi 1km thì phải tiêu hao một năng lượng khoảng 26000 J, xấp xỉ bằng ba lần số năng lượng tiêu hao khi đi bộ (chân va đập vào mặt đất) đã tính ở trên, số năng lượng tiêu hao này lớn gấp hơn 20 lần năng lượng tiêu hao khi đi xe đạp. 

Điều đó cho thấy, năng lượng tiêu hao do ma sát nội bộ của cơ thể lớn hơn nhiều tiêu hao do ma sát nội bộ của xe đạp, và đó là nguyên nhân chủ yếu cho thấy đi bộ tốn sức hơn đi xe đạp.

 

Tin Tức Mới

Bình luận

Tin Tức Mới

Nhà tài trợ

Tin tức thú vị