Cálculo de la cantidad de trabajo realizado en los entrenamientos de gimnasio

Estoy tratando de averiguar cómo calcular la cantidad de trabajo realizado por dos personas de diferentes tamaños (un hombre de 160 libras que soy yo y un hombre de 200 libras) en referencia a los diferentes ejercicios que hacemos en el gimnasio.

Todo esto para ver qué persona está haciendo más carga de trabajo por libra. Tengo ideas, pero no sé por dónde empezar.

Por ejemplo, si él y yo hacemos un entrenamiento de carga y presión al 50 % del peso corporal y ambos hacemos la misma cantidad de repeticiones en un minuto, ¿realizamos ambos el mismo trabajo?

Además, si ambos saltamos al cajón, y yo hago 25 de ellos a 20 pulgadas de alto, y él hace 20 de ellos a 20 pulgadas de alto, la misma cantidad de tiempo, ¿estamos haciendo el mismo trabajo?

Tercero, dominadas. Si yo hago 20 dominadas (hombre de 160 libras) y él hace 16 (hombre de 200 libras), ¿es la misma cantidad de trabajo, suponiendo que se hagan en el mismo tiempo?

Por último, correr. ¿Cómo diablos podemos determinar quién está haciendo más trabajo al calcular los tiempos de carrera de una milla? Cualquier ayuda sería apreciada, ya que no estudié esto en la escuela. Es muy intrigante para nosotros obtener la ciencia de esto para que podamos determinar quién de hecho hace más trabajo en cada ejercicio.

¿Estás buscando la respuesta física o la biológica? El de la física tiene respuestas muy claras, pero la biología de cómo el cuerpo humano levanta cosas es muy complicada. Es por eso que tenemos tantos tipos de entrenamiento diferentes.
Honestamente, no estoy seguro de por dónde empezar, ya que no sé qué tan complejo podría llegar a ser. Soy tonto en física. ¿Es más una cuestión de eficiencia lo que debería estar preguntando? Tiene que haber alguna forma de calcular en todos los tipos de entrenamiento (fuerza, resistencia, etc.) quién está "más en forma" que otro en una base de libra por libra. No quiero simplificar demasiado y decir, "sí, hace más peso muerto para estar en mejor forma, o "puedo saltar más alto para estar en mejor forma". ¿Cómo nos comparamos en todas las fronteras?
Otros se han referido a esto, pero estás pidiendo una respuesta simple a una pregunta increíblemente compleja. Tome dominadas por ejemplo. La respuesta de la física ingenua sería multiplicar su peso por la distancia vertical que recorre para calcular el trabajo. Sin embargo, su técnica y la estructura de sus brazos, hombros y espalda determinarán la ventaja mecánica del movimiento, su nivel de condición física determinará qué tan eficientemente las calorías se convierten en trabajo útil, etc.

Respuestas (3)

"Trabajo" en física y "esfuerzo" son cosas muy diferentes. El trabajo es una noción muy útil en la física fundamental, ¡pero no en absoluto una noción útil en el movimiento humano! La persona más pesada en todos sus ejemplos hará más trabajo mecánico, incluso si ambos ponen la misma cantidad de esfuerzo mental. Si ambos levantaron un peso de 50 libras, harían la misma cantidad de trabajo mecánico en el peso, pero dependiendo de la biomecánica de la misma, ¡la persona más pesada probablemente aún quemaría más calorías! Es complicado y no está bien descrito por conceptos simples de mecánica.

Tu ejemplo de ejecución es bueno. La física fundamental nos dice que es posible viajar una milla, siempre que la altura no cambie, mientras se realiza 0 (o casi 0) trabajo. ¡Sin embargo, el cuerpo humano quema ~100 calorías de alimentos (=100 kilocalorías) al correr una milla! Estamos limitados por la ingeniería de nuestro cuerpo, no por la física, por lo que las leyes de la física en realidad no se aplican.

Otro ejemplo que destaca lo absurdo de algunas cosas: supongamos que levanta diez pesas de 700 libras y las coloca cada una en estantes a seis pies de altura. Totalmente sobrehumano, pero ¿cuánto trabajo has hecho? La física fundamental te dice que la energía generada es 10 * (700 libras) * (9,81 metros/segundo^2) * (6 pies). Conectando esto a wolframalpha , vemos que ha gastado alrededor de 14 calorías de alimentos de energía (14 kilocalorías). Esa es la energía de una papa frita.

Estos son solo los límites impuestos por la física fundamental. Te dice que cualquier máquina de levantamiento debe gastar al menos 14 kcal de energía para levantar esos pesos. Te dice que puedes gastar tan poca energía como quieras viajando una milla. ¡ Cómo lograr realmente esas cosas es una cuestión de ingeniería!

Entonces, ¿es más una cuestión de quién gasta menos energía para hacer dicho entrenamiento? Me parece que en tu ejemplo se necesita la misma energía para levantar cualquier peso, cualquier entrenamiento, entonces, ¿cómo en el mundo podría uno calcular quién es más eficiente (más en forma, por así decirlo) que otro?
@BRM No sé a qué te refieres con "es más una cuestión de [...]". El estado físico podría tener que ver con la fuerza, la flexibilidad, el peso, la salud, el IMC o tal vez la eficiencia si realmente desea usar eso como una métrica. Esas son todas cosas totalmente diferentes. No creo que haya una respuesta física fácil a lo que estás consiguiendo.
Si ignoramos la flexibilidad, la salud, el índice de masa corporal, ¿cómo mediría cosas como la fuerza o la eficiencia? Tratando de encontrar un punto de partida para la comparación. No parece que deba ser tan difícil ya que tenemos muchas cosas conocidas (peso de la persona, pesos utilizados, distancias utilizadas, tiempos, etc.). Casi todo lo que hacemos son movimientos verticales. Supongo que estoy realmente confundido...
A partir de búsquedas rápidas en Google , la eficiencia humana se calcula a partir de la producción de trabajo (literalmente fuerza multiplicada por la distancia al presionar un pedal) y el oxígeno consumido, siendo aproximadamente un 20% eficiente (de la misma manera que el motor de su automóvil es un 20% eficiente). No sé cómo se define "fuerza", pero si se ejerce fuerza, ¡entonces podría medirse con una escala de resorte! En general, sí, todo lo que tenga que ver con el cuerpo humano será muy confuso y complicado.
¡@BRM las cosas que NO SON complicadas son las que están bien definidas matemática y procedimentalmente! El trabajo, la potencia, la eficiencia y la fuerza están bien definidos matemática y procedimentalmente para los físicos, pero la definición del físico no siempre coincide con el significado simple de las palabras en inglés. ¡Lo más importante para usted en este momento podría ser descubrir la verdadera pregunta que está tratando de hacer!

Puede hacer una comparación aproximada de quién está haciendo más trabajo (como lo define la física) en un ejercicio en particular usando la fórmula: trabajo realizado = peso levantado x distancia. Esto no le dice quién está quemando más calorías durante el ejercicio, lo que depende de qué tan eficientemente esté utilizando la energía. Para hacerlo, debe medir la cantidad de oxígeno que se está utilizando.

Si el ejercicio depende de levantar diferentes pesos a la misma altura, entonces la persona que levanta el mayor peso está haciendo más trabajo mecánico. Esto se aplica claramente a la cargada, al press y a las dominadas. La persona que hace más repeticiones hace proporcionalmente más trabajo.

También se aplica a la carrera y los saltos de caja, durante los cuales estás subiendo y bajando tu cuerpo ligeramente. Si tiene aproximadamente la misma altura, entonces está elevando sus cuerpos a la misma distancia con cada paso o salto. Si corres la misma distancia, probablemente des el mismo número de pasos, por lo que haces el mismo número de repeticiones. Una vez más, la persona más pesada hace más trabajo.

El tiempo que toman los ejercicios no afecta el trabajo realizado. Si haces el mismo trabajo en menos tiempo (o más trabajo en el mismo tiempo), eres más poderoso. Esa es una comparación diferente, y puede que no le dé la misma respuesta. Por ejemplo, su amigo puede levantar 200 lb tres veces en un minuto, mientras que usted levanta 100 lb siete veces por minuto. Tu amigo hace más trabajo en cada levantamiento, pero tú haces más trabajo en la misma cantidad de tiempo, por lo que eres más poderoso. Sin embargo, esto puede no ser una comparación justa: su amigo puede levantar 100 libras ocho veces por minuto.

Decidir “quién está más en forma” no es lo mismo que decidir quién está haciendo más trabajo mecánico, o incluso quién lo está haciendo más rápido. La comparación entre diferentes ejercicios no es fácil.

Si bien es tan simple como decir W = F d en un problema de mecánica, no es tan sencillo con el cuerpo humano. Contraejemplo: Levante algo pesado y manténgalo allí. d = 0 , pero sentirás que ciertamente sigues trabajando.
Sammy, ¿cómo comenzaríamos el proceso de evaluar cada uno de estos movimientos? Tiene que ser una fórmula calculable... parece que en mis días de universidad eran muy grandes en VO2 max, etc., lo cual es genial en algunos niveles, pero pobre en otros. Si se le da un límite de tiempo en un ejercicio establecido y pesos proporcionales establecidos, ¿es una comparación justa de ese tipo de movimientos? ¿Qué significa "gastar más energía"? ¿Es la 'potencia' la métrica que necesitamos usar cuando consideramos estos movimientos, y luego dividimos eso por el peso corporal? Solo necesito un punto de partida que sea justo...
Dijiste que quieres determinar quién está haciendo más trabajo en cada ejercicio. He sugerido una forma sencilla de hacerlo. Tratar de calcular la cantidad exacta de trabajo físico realizado en cada ejercicio y comparar un ejercicio con otro es mucho más difícil, no es algo que un 'novato' pueda abordar. Además, ¿está tratando de comparar el trabajo realizado de acuerdo con la física o comparar las calorías utilizadas? ¿O está tratando de encontrar quién usa la energía de manera más eficiente?
El poder te dice quién está haciendo el trabajo más rápido. Si levantas los mismos pesos a la misma altura, entonces estás haciendo el mismo trabajo, pero si puedes hacerlo más rápido que tu amigo, entonces eres más poderoso. Esa es una comparación diferente. ... La dificultad es que no estás teniendo claro qué es exactamente lo que quieres comparar. Comparar a través de todas las fronteras agrega otro nivel de dificultad, porque cada uno de ustedes puede hacer más trabajo, o ser más eficiente o más poderoso, en diferentes ejercicios. El ganador general depende de qué ejercicios se comparen y qué 'peso' se le dé a cada uno.

Si está buscando la respuesta física simple, y con el interés de mantenerlo simple, usemos la fórmula para el trabajo. Trabajo = Fuerza x Distancia. Fuerza = Masa x Aceleración (que usamos como la aceleración de la gravedad que estamos superando. Entonces, para cada ejercicio (y tengo que convertir a métrica):

Primeros supuestos (no demasiado prácticos pero sin caer en la madriguera del conejo)

  1. Cada repetición lleva el peso o el cuerpo a 1 metro de distancia. Entonces, un pull-up de abajo hacia arriba es un metro recorrido. También vas a saltar sobre una caja de un metro. Tienes la misma altura y tus cargadas están moviendo el peso un metro.
  2. La primera repetición y la última repetición se hacen a la misma velocidad. Cada repetición toma un segundo. Entonces, para la Fuerza, simplemente usaremos masa x aceleración (Cero a 1G = 1) Entonces, nuevamente, pesas 70 kg x 1 = 70 Newtons.

OK Limpia

Usted: 50% x 70 Newtons = 35N x 1 metro x 10 repeticiones = 350 julios Él 50% x 90 Newtons = 45N x 1 metro x 10 repeticiones = 450 julios (divida por kg de peso corporal si lo desea)

Saltos de caja

Tú: 70N x 1 metro x 25 repeticiones = 1750 julios Él: 90N x 1 metro x 20 repeticiones = 1800 julios

dominadas

Tú: 70N x 1 metro x 20 repeticiones = 1400 julios Él: 90N x 1 metro x 16 repeticiones = 1440 julios

Entonces él siempre está haciendo más trabajo pero tú más trabajo por kg de peso corporal.

Cálculo de la cantidad de trabajo realizado en los entrenamientos de gimnasio
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v