Изменение веса тела при движении по наклонной поверхности

[adward]

Всем привет, сразу скажу, что я к физике не имею никакого отношения, но появился интересный вопрос, на который нигде нет ответа почему-то.

Я занимаюсь бегом, как и многие в том числе из вас.

Когда бежишь по ровной поверхности все понятно, но как только появляется подъем или уклон, то сразу это чувствуется.

При беге в гору у тебя как бы увеличивается вес, поэтому бежать труднее, а под гору наоборот.

Так вот, мне стало интересно -  а можно ли рассчитать увеличение (уменьшение) веса тела при заданном градусе подъема (уклона) при определенной скорости.

Сколько виртуальных килограмм добавляется при беге в гору?

Это вообще можно рассчитать?

Допустим вес тела 80 кг., скорость движения 10 км.ч (2,78 м.с.) угол подъема 1%

[wrest]

adward в сообщении #1605014 писал(а):

Сколько виртуальных килограмм добавляется при беге в гору?

Это вообще можно рассчитать?

Думаю, можно. Я бы считал так. Положим, при беге по горизонтали со скоростью 10 км/ч, расходуется около 10 ватт на килограмм массы. Тогда, при беге в гору скажем с 10% подъемом при той же скорости будет расходоваться дополнительно 3 ватта на килограмм, то есть добавится около 30% виртуальных килограмм к 100% реальных. Если ваша масса скажем 80 килограмм, то при подъеме в гору с уклоном 10%, добавится 24 виртуальных килограмма. При уклоне 1% соответственно в 10 раз меньше - около 2.4 килограмм.

Ну это так, рукомахательство, я думаю есть и более точные расчеты (как увеличивается/уменьшается мощность при подъеме в гору/спуску с горы для разных уклонов и скоростей).

[Geen]

wrest в сообщении #1605016 писал(а):

Положим, при беге по горизонтали сотскоргстью 10 км/ч, расходуется около 10 ватт на килограмм массы.

Лошадь бежит, что ли?!...

[wrest]

Geen в сообщении #1605017 писал(а):

Лошадь бежит, что ли?!...

Ага, сферическая.

[Mihr]

adward, большинство понятий физики непереводимо напрямую на язык телесных ощущений. Поэтому неудивительно, что простого ответа на свой вопрос Вы не находите. Вероятно, простого ответа здесь и не существует.
Если Вы равномерно поднимаетесь в гору, Ваш вес в среднем не увеличивается, так же как и не уменьшается при спуске с горы. Но это именно в среднем. Краткосрочные, "мгновенные" нагрузки при подъёме в гору увеличиваются. Именно они и вызывают повышенную усталость, что может ощущаться как "увеличение веса" (при спуске, естественно, наоборот).
Чтобы дать Вам обоснованный численный ответ, нужно разбираться в биомеханике ходьбы/бега. (Не знаю, есть ли у нас на форуме соответствующие специалисты). А грубо оценить, наверно, можно так. Попробуйте найти информацию о том, насколько в среднем приподнимается и опускается центр масс человека при каждом шаге по ровной горизонтальной поверхности. Затем сделайте поправку на уклон: прибавьте к величине подъёма центр масс при одном шаге величину подъема за счёт уклона (длина шага умноженная на синус угла уклона). Разделив вторую из этих величин на первую, Вы определите, во сколько раз возрастает общая работа мышц при одном шаге. Что, наверно, можно принять за интересующий Вас показатель: во сколько раз возрастает ощущение "веса". Подчёркиваю ещё раз: это всего лишь оценка, которая сходу приходит в голову. Чтобы ответить более точно, нужно моделировать процесс ходьбы.

[Утундрий]

adward в сообщении #1605014 писал(а):

сразу скажу, что я к физике не имею никакого отношения, но появился интересный вопрос,

adward в сообщении #1605014 писал(а):

Когда бежишь по ровной поверхности все понятно, но как только появляется подъем или уклон, то сразу это чувствуется.

При беге в гору у тебя как бы увеличивается вес, поэтому бежать труднее, а под гору наоборот.

Так вот, мне стало интересно - а можно ли рассчитать увеличение (уменьшение) веса тела при заданном градусе подъема (уклона) при определенной скорости.

Когда бежите в гору, делайте шаги меньше. Насколько меньше, говорить не буду, потому что это уже будет физика. Просто делаете шаги меньше. Это поможет.

[adward]

Цитата:

Когда бежите в гору, делайте шаги меньше. Насколько меньше, говорить не буду, потому что это уже будет физика. Просто делаете шаги меньше. Это поможет.

Я же не спрашивал совета по технике бега в гору. Нафига умничать?

Будешь ты делать шаги меньше или больше, один фиг нагрузка больше, так как с каждым шагом ты на определенную высоту поднимаешь вес своего тела.

Цитата:

Если Вы равномерно поднимаетесь в гору, Ваш вес в среднем не увеличивается, так же как и не уменьшается при спуске с горы.

Имелось ввиду "виртуальный вес". Например: если вы бежите (идете) на подъем 1% то к вашему весу виртуально добавляется 5 кг. (ну или сколько-то там)

Цитата:

Я бы считал так. Положим, при беге по горизонтали со скоростью 10 км/ч, расходуется около 10 ватт на килограмм массы. Тогда, при беге в гору скажем с 10% подъемом при той же скорости будет расходоваться дополнительно 3 ватта на килограмм, то есть добавится около 30% виртуальных килограмм к 100% реальных. Если ваша масса скажем 80 килограмм, то при подъеме в гору с уклоном 10%, добавится 24 виртуальных килограмма. При уклоне 1% соответственно в 10 раз меньше - около 2.4 килограмм.

Да, именно... направление как раз то, о чем я и спрашивал. Но я так понимаю, что ваши расчеты из серии "предположим".

Вот и интересует: существует ли какая-то формула расчета?

[Утундрий]

adward
Неправильно цитируете.

[amon]

wrest в сообщении #1605016 писал(а):

Если ваша масса скажем 80 килограмм, то при подъеме в гору с уклоном 10%, добавится 24 виртуальных килограмма. При уклоне 1% соответственно в 10 раз меньше - около 2.4 килограмм.

adward в сообщении #1605014 писал(а):

можно ли рассчитать увеличение (уменьшение) веса тела при заданном градусе подъема (уклона) при определенной скорости.

Для того, чтобы тело массой 80 кг двигалось бы равномерно и прямолинейно в горку с уклоном 10% надо, в первом приближении, приложить дополнительную силу 8 кгС. Эта сила - просто $m \sin\alpha.$ С мощностью, расходуемой при движении по горизонтали, она имеет мало общего, и называть это изменением веса, по-моему, неправильно. Вам надо просто приложить дополнительную силу, чтобы подниматься вверх.

[ozheredov]

Я бы переформулировал задачу так:

adward массой $m$ килограмм бежит в горку с наклоном $\alpha$. Рюкзак какой какой массы должен одеть adward, чтобы чувствовать ту же самую нагрузку, бежа (бегя?) по горизонтальной плоскости?

[wrest]

amon в сообщении #1605234 писал(а):

С мощностью, расходуемой при движении по горизонтали, она имеет мало общего, и называть это изменением веса, по-моему, неправильно.

Ну понимате, вот ТС хочет в "виртуальных килограммах". Почему бы ему не дать их.
Например, в погодных сводках иногда пишут "температура воздуха -10, ощущается как -18", так и тут "ощущается как"...

P.S. Лично я никогда не понимал, про температуру, что значит "ощущается как". Но это, видимо, тоже связано с энергозатратами (мощностью), так что...

-- 15.08.2023, 02:44 --

amon в сообщении #1605234 писал(а):

в первом приближении, приложить дополнительную силу 8 кгС.

Дело тут не в силах же. Синус горизонтали ноль, но расходуется 700..800 ватт на 80 кг массы при беге с постоянной скоростью 10 км/ч. Вот к этому надо прибавлять ватты потребные на подъем, при той же скорости. В первом приближении. Потом ватты пересчитать обратно в килограммы и получаем "ощущается как"

-- 15.08.2023, 02:45 --

ozheredov в сообщении #1605241 писал(а):

Рюкзак какой какой массы должен одеть adward, чтобы чувствовать ту же самую нагрузку, бежа (бегя?) по горизонтальной плоскости?

Ну как-то так, да.

-- 15.08.2023, 02:59 --

adward в сообщении #1605224 писал(а):

Но я так понимаю, что ваши расчеты из серии "предположим".

Вот и интересует: существует ли какая-то формула расчета?

Имеется в виду - официально одобренная презид госпланом и отлитая в граните ГОСТ-ов?
Ну это вопрос спортивной медицины - в тех краях надо искать, а не в физике.

[Geen]

wrest в сообщении #1605255 писал(а):

расходуется 700..800 ватт на 80 кг массы при беге с постоянной скоростью 10 км/ч

Ну перестаньте Вы эти несуразные цифры писать...

[wrest]

Geen в сообщении #1605273 писал(а):

Ну перестаньте Вы эти несуразные цифры писать...

У вас есть что возразить по существу?

[Geen]

wrest в сообщении #1605279 писал(а):

У вас есть что возразить по существу?

А это по существу - просто когда Вы возьмёте реалистичные значения и посчитаете, как сами предлагаете, то убедитесь

[wrest]

Geen в сообщении #1605280 писал(а):

wrest в сообщении #1605279 писал(а):

У вас есть что возразить по существу?

А это по существу - просто когда Вы возьмёте реалистичные значения и посчитаете, как сами предлагаете, то убедитесь

Ок, т.е. по существу (например реалистичные значения, с пруфлинком) -- у вас ничего нет.