¿Por qué cargar un objeto pesado es más agotador para el cuerpo que empujar el mismo objeto sobre ruedas?

Su ejemplo ilustra el hecho de que el esfuerzo físico no es necesariamente igual al trabajo físico. Incluso sostener un objeto pesado sin siquiera caminar con él es agotador y, sin embargo, no se realiza ningún trabajo de física.

Espero que esto ayude

En principio, llevar un peso a una velocidad uniforme sobre una superficie nivelada no debería requerir energía (si ignoramos la fricción del aire y el suelo, que es bastante insignificante a velocidades pequeñas). Ya sea que lleve el peso a mano o en un dispositivo con ruedas, no se está realizando ningún trabajo.

La razón por la que los humanos todavía sienten que están gastando energía cuando cargan pesas no tiene que ver con la física sino con la biología, y específicamente con la forma en que funcionan los músculos humanos. Como explica Feynman en el capítulo 14 de las Conferencias Feynman :

La palabra "trabajo" en física tiene un significado tan diferente al de la palabra tal como se usa en circunstancias ordinarias, que debe observarse cuidadosamente que hay algunas circunstancias peculiares en las que parece no ser la misma. Por ejemplo, de acuerdo con la definición física de trabajo, si uno levanta un peso de cien libras del suelo durante un tiempo, no está haciendo ningún trabajo. Sin embargo, todos saben que comienza a sudar, temblar y respirar con más fuerza, como si estuviera subiendo corriendo unas escaleras. Sin embargo, correr escaleras arriba se considera como hacer un trabajo (al correr escaleras abajo, uno obtiene trabajo del mundo, según la física), pero al simplemente sostener un objeto en una posición fija, no se realiza ningún trabajo. Claramente, la definición física de trabajo difiere de la definición fisiológica, por razones que exploraremos brevemente.

Es un hecho que cuando uno sostiene un peso tiene que hacer un trabajo “fisiológico”. ¿Por qué debería sudar? ¿Por qué debería consumir alimentos para mantener el peso? ¿Por qué la maquinaria dentro de él está funcionando a toda velocidad, solo para sostener el peso? En realidad, el peso podría sostenerse sin esfuerzo simplemente colocándolo sobre una mesa; ¡entonces la mesa, en silencio y con calma, sin ningún suministro de energía, es capaz de mantener el mismo peso a la misma altura! La situación fisiológica es algo así como lo siguiente. Hay dos tipos de músculos en el cuerpo humano y en otros animales: uno, llamado músculo estriado o esquelético, es el tipo de músculo que tenemos en los brazos, por ejemplo, que está bajo control voluntario; el otro tipo, llamado músculo liso, es como el músculo de los intestinos o, en la almeja, el músculo aductor mayor que cierra la concha. Los músculos lisos trabajan muy lentamente, pero pueden aguantar un “set”; es decir, si la almeja intenta cerrar su caparazón en cierta posición, mantendrá esa posición, aunque haya una fuerza muy grande tratando de cambiarla. Mantendrá una posición bajo carga durante horas y horas sin cansarse porque es muy parecido a una mesa que sostiene un peso, se "coloca" en una determinada posición, y las moléculas simplemente se bloquean allí temporalmente sin que se realice ningún trabajo, no esfuerzo generado por la almeja. El hecho de que tengamos que generar esfuerzo para sostener un peso se debe simplemente al diseño del músculo estriado. Lo que sucede es que cuando un impulso nervioso llega a una fibra muscular, la fibra da una pequeña sacudida y luego se relaja, de modo que cuando sostenemos algo, enormes descargas de impulsos nerviosos están llegando al músculo, un gran número de espasmos mantienen el peso, mientras que las otras fibras se relajan. Podemos ver esto, por supuesto: cuando sostenemos un peso pesado y nos cansamos, empezamos a temblar. La razón es que las voleas vienen de manera irregular y el músculo está cansado y no reacciona lo suficientemente rápido.

Llevar un peso pesado se siente más extenuante y usa más energía porque sus músculos resisten la fuerza de la gravedad sobre la carga, además de proporcionarle el impulso hacia adelante. Cuando pone la carga sobre ruedas, como lo hizo el Viet Cong con sus bicicletas en el sendero Hoe Chi Minh, siempre que tenga una superficie lisa y plana para viajar, solo tiene que proporcionar el impulso hacia adelante. La energía que de otro modo usaría para resistir la fuerza de la gravedad sobre la carga ya no la proporcionan los músculos. Eso explica la carga, pero, por supuesto, todavía tienes que lidiar con la fuerza de la gravedad sobre tu cuerpo.