Механічна робота людини. Ергометрія

|

Механічна робота, яку здатна|здібна| зробити|вчинити| людина протягом дня, залежить від багатьох чинників|факторів|, тому важко|скрутно| вказати яку-небудь граничну величину. Це зауваження відноситься і до потужності. Так, при короткочасних зусиллях, людина може розвивати потужність близько декількох кіловат. Якщо спортсмен масою 70 кг підстрибує|підплигує| з місця так, що його центр маси піднімається|підіймається| на 1 м по відношенню до нормальної стійки|стойки|, а фаза відштовхування триває 0,2 с|із|, то він розвиває потужність близько 3,5 кВт.

При ходьбі людина здійснює|скоює,чинить| роботу, оскільки|тому що| при цьому енергія витрачається на періодичне невелике підняття|піднімання| тіла, на прискорення та уповільнення кінцівок|скінченностей|, головним чином ніг.

Роботу, яка йде на зміну кінетичної енергії кінцівок|скінченностей|, можна обчислити|обчисляти,вичислити|, використовуючи формулу

.

Людина масою 75 кг при ходьбі із швидкістю 5 км/год розвиває потужність близько 60 Вт. Із|із| зростанням швидкості ця потужність швидко збільшується, досягаючи 200 Вт при швидкості 7 км/год. При їзді на велосипеді положення|становище| центру маси людини та прискорення ніг змінюються значно менше, чим при ходьбі, тому потужність, що витрачається при їзді на велосипеді, значно менша: 30 Вт при швидкості 9 км/год, 120 Вт при 18 км/год.

Робота обертається|обертається| в нуль, якщо переміщення немає. Коли вантаж|тягар| знаходиться|перебуває| на опорі, підставці, або підвішений на нитці, сила тяжіння не здійснює|скоює,чинить| роботи. Проте|однак| кожному з нас знайома втома м'язів руки і плеча, якщо тримати нерухомо,|непорушно| на витягнутій руці, гирю чи гантель. Так само втомлюються м'язи спини і поперекової області, якщо сидячій людині помістити на спину вантаж|тягар|. В обох випадках вантаж|тягар| нерухомий і роботи немає. Втома ж свідчить про те, що м'язи здійснюють|скоюють,чинять| роботу. Таку роботу називають статичною роботою м'язів.

Статики (нерухомості) такої, як її розуміють у механіці, насправді немає. Відбуваються|походять| дуже дрібні,|мілкі| часто непомітні оку, скорочення та розслаблення, і при цьому здійснюється|скоюється,чиниться| робота проти|супроти| сил тяжіння. Таким чином, статична робота людини насправді є|з'являється,являється| звичайною|звичною| динамічною роботою. Для вимірювання|виміру| роботи людини застосовують прилади, звані ергометрами|. Відповідний розділ вимірювальної техніки називається ергометрією|.

Прикладом|зразком| ергометра| служить гальмівний|гальмовий| велосипед (велоергометр; мал. 1.4). Через обід колеса, що обертається, 1 перекинута сталева стрічка 2. Сила тертя між стрічкою та ободом колеса вимірюється динамометром 3. Вся робота витрачається на подолання|здолання| сили тертя (рештою видів робіт нехтуємо). Помноживши довжину кола колеса на силу тертя, знайдемо роботу, що здійснюється|скоюється,чиниться| при кожному оберті, а знаючи число оборотів|зворотів,обертів| і час випробування, визначимо повну|цілковиту| роботу та середню потужність.

Малюнок 1.4-Ергометр