Vi una pregunta de tarea bastante simple aquí que preguntaba cuánto trabajo se necesita para levantar un peso de 200 kg, y aunque las matemáticas para una respuesta básica son simples, el levantador de pesas en mí quería abordar esta pregunta con un ojo crítico y pragmático. Hay muchos factores que uno podría considerar para obtener fácilmente un valor diferente de la respuesta en un campo conservador (por ejemplo: 1960 N para 1 metro).
Me imagino que las respuestas exactas son obviamente imposibles. En cambio, quiero ver qué metodologías se pueden usar para comenzar a formalizar mi próximo razonamiento (y también aprovechar esta oportunidad para corregir cualquier concepto erróneo que tenga) con la esperanza de acercarme a un método razonable para crear una respuesta con más datos. También me encantaría ver estudios biomecánicos similares y material relacionado.
Principalmente dividí este problema en dos niveles:
Mecánico:
El cuerpo humano es una colección de estructuras de soporte (básicamente armaduras curvas), tejido muscular complejo (resortes no lineales con varios puntos de unión) y tejido conectivo (restricciones). Algo sobre lo que realmente me vendría bien una aclaración aquí es el efecto que la duración del levantamiento podría tener sobre el trabajo ejercido.
Termodinámica:
Nuestro cuerpo metaboliza sustancias químicas para generar energía almacenada en el tejido, luego descompone ese tejido en trabajo y calor. Ignoremos la energía perdida debido a la digestión y otros factores secundarios, y califiquemos la eficiencia del "motor" humano en función de cuánto trabajo crea a partir de la energía que gasta haciendo el ejercicio.
El problema:
Digamos que tenemos un hombre (grande) que levanta una barra a 1 metro del suelo cuando hace peso muerto, sentadilla o press de banca.
¿Cuánta energía usa este cuerpo para mover 200 kg haciendo cada movimiento?
¿Cuánta energía gasta este cuerpo para mover 200 kg en cada movimiento?
Bueno, supongo que sabes muy bien que despreciando la fricción del aire, el trabajo realizado en la barra será . Esta cantidad de energía la gasta la persona en levantar la barra.
Esta pregunta podría ser útil. Dice que la eficiencia de un cuerpo humano en promedio para andar en bicicleta es del 20%. Así que es una apuesta segura decir que el hombre usó energía, gastada al levantar la barra y se desperdicia.
Tenga en cuenta que las personas gastan energía solo para vivir, a diferencia de las máquinas, es un proceso mucho más difícil separar la cantidad de energía utilizada para tareas particulares de la cantidad total de energía utilizada en un período de tiempo determinado.
Yo pensaría que la energía gastada para hacer un peso muerto está relacionada (quizás de forma no lineal) con el trabajo realizado para mover la barra. Si define el trabajo como siempre:
Ahora, nadie puede decir exactamente cuál es la eficiencia de la "máquina humana". De hecho, cuando levanta pesas de la misma manera durante mucho tiempo, su cuerpo mejora su eficiencia. Por eso, si quieres quemar calorías, debes cambiar periódicamente de ejercicio.
Otro dato: la energía utilizada para el trabajo es una pequeña parte de la ingesta diaria. Más o menos el 70% se utiliza para el metabolismo.
Skyler