Vì sao đi xe đạp lại đỡ tốn sức hơn đi bộ?

Đăng lúc: . Đã xem 897 - Người đăng bài viết: Đỗ Thị Thu Huyền
Chuyên mục : Các hiện tượng vật lí
(Thầy Dũng VTN) - Ai cũng biết đi xe đạp vừa nhanh vừa đỡ tốn sức hơn so với đi bộ. Vậy đâu là nguyên nhân khiến chúng ta mất nhiều năng lượng cho đi bộ hơn đi xe đạp nếu đi đoạn đường có chiều dài bằng nhau. Đây là cách giải thích hiện tượng này dựa trên các định luật vật lý
Vì sao đi xe đạp lại đỡ tốn sức hơn đi bộ?

Vì sao đi xe đạp lại đỡ tốn sức hơn đi bộ?

Cái gọi là đỡ tốn sức chỉ là năng lượng tiêu hao của thân người giảm nhỏ. Theo tính toán một xe đạp tốt vận hành với tốc độ trên mặt đường phẳng bằng thì phải dùng 1N để khắc phục ma sát giữa xe và trục. Để duy trì sự chuyển động không ngừng của bánh xe cần bỏ thêm 2N để khắc phục ma sát với mặt đất. Đi xe ngược hướng gió cũng gặp lực cản, nếu tốc độ xe là 24km/h thì sức cản ngược hướng gió là 9N căn cứ vào đó thì cứ 1km ta phải tiêu hao một năng lương là 12000J.

Nếu đi bộ năng lương tiêu hao còn lớn hơn theo phương pháp tương tự tính ra đương khi đi bộ trọng tâm của than người không ngừng nhô lên tụt xuống, cứ đi một bước tương đương với người nhảy cao lên với phương thẳng đứng một lần. Độ cao đó vào khoảng 15cm. Đối với người có trọng lực 700N thì ứng với mỗi bước lớn nhất 100J năng lượng để nhấc mình lên. Khi bàn chân chạm vào mặt đất thì năng lượng đó một phần mất đi qua việc tạo thành âm thanh và phát nhiệt khi ma sát với mặt đất. Nói chung cứ 1km con người mất 900 bước, năng lượng tiêu hao lên đến 90000J chỉ riêng điều này đã khiến năng lượng đi bộ gấp 8 lần so với việc đi xe đạp. Thế nhưng vẫn còn có sức cản của gió, khoản năng lượng tiêu hao không đáng kể.

Hai khoản tiêu hao này cũng chưa phải là đáng kể mà còn một khoản tiêu hao tiềm ẩn lại rất lớn. Xét về mặt vật lí thì con người cũng như là một bộ máy. Khi con người đi lại thì các bộ phận của cỗ máy đó cũng hoạt động tương ứng với nhau. Ví dụ như các khớp xương sẽ vận động không ngừng co vào duỗi ra, tim phổi và các bộ phận khác cũng gia tăng hoạt động. Điều này khiến cho ma sát bên trong tăng mạnh. Ngoài ra lượng bài tiết mồ hôi tăng thêm và nhiệt lượng bức xạ của thân người tăng. Sự tiêu hao này không hể tính được. Nhưng ước chừng vào khoảng 260000J là lượng năng lượng con người mất đi khi con người đi được 1km. Lượng năng lượng này gấp 20 lần so với đi xe đạp. Điều này cho thấy rằng năng lượng do ma sát là nguyên nhân chủ yếu cho thấy việc đi bộ tốn sức hơn đi xe đạp.
Tác giả bài viết:
Đánh giá bài viết
Tổng số điểm của bài viết là: 5 trong 1 đánh giá
Click để đánh giá bài viết
Được đánh giá 5/5