¿Por qué es más difícil lograr un push up en un colchón?

¿Por qué es más difícil hacer un push up en una plataforma de resorte, como un colchón? Podría tener más que ver con el movimiento lateral y la estabilidad, ¿no es que trabajas más en los movimientos verticales sino en estabilizarte durante el movimiento?

Editar:

Algunas respuestas han abordado el problema desde diferentes puntos de vista, por ejemplo, Deschele Schilder ha explicado el trabajo adicional que implica estabilizarse a uno mismo. Y el usuario 256872 ha mencionado que en realidad se realiza un trabajo adicional contra las fuerzas verticales porque se realiza un trabajo contra el resorte y la gravedad. Hay algunos puntos en la respuesta que no entiendo, específicamente

Para empujarte hacia arriba, estás empujando el trampolín, que se deformará. Dado que se hundirá, el trampolín y lo que sea que esté sobre él se bajarán. Sin embargo, no estás tratando de ir más bajo, estás tratando de ir más alto, por lo que debes empujar hacia abajo aún más fuerte para acelerar hacia arriba, lo que a su vez empuja el trampolín hacia abajo.

Este escenario me parece equilibrado de tal manera que en realidad no se produciría ningún desplazamiento del cuerpo desde el marco de referencia del suelo. Me gustaría poder mostrar si este es el caso y si realmente se hace más trabajo matemáticamente. Considere los escenarios simplificados que se muestran en la imagen

ingrese la descripción de la imagen aquí

En el primer escenario, un objeto de masa metro está en reposo sobre un resorte, de modo que el resorte se comprime una cantidad yo = | F → 1 | / k = metro gramo / k , dónde k es la constante del resorte y gramo la aceleración debida a la gravedad. En el segundo, una fuerza adicional F → 2 = metro gramo → + F → PAG , se aplica (el push up), donde F → PAG es la fuerza de empuje hacia arriba, durante una duración τ al resorte que lo comprime aún más. El trabajo realizado contra el resorte y la gravedad es entonces

Δ W s + Δ W gramo = 1 2 k ( yo + Δ yo ) 2 − 1 2 k yo 2 + metro gramo Δ d = F PAG k ( metro gramo + F PAG 2 ) + metro gramo Δ d

dónde F PAG = | F → PAG | , gramo = | gramo → | , Δ W s es el trabajo hecho contra el resorte, y Δ W gramo el trabajo realizado contra la gravedad. A partir de esto, ¿cómo podemos demostrar que el trabajo realizado es mayor que el caso del resorte rígido, es decir

Δ W s + Δ W gramo > ( Δ W s + Δ W gramo ) | k → ∞ .

Obviamente en este caso Δ W s | k → ∞ = 0 , y Δ W gramo | k → ∞ = metro gramo ( Δ yo + Δ d ) . Reemplazando esto en la desigualdad anterior, encontramos que el trabajo es siempre mayor para

F PAG > 0.

¿Es esto correcto? Sin embargo, esto no nos dice nada acerca de la Δ d contribución a medida que se cancela.

En un trampolín, debe tener en cuenta el movimiento del trampolín que le transmite el ejercicio. Para contrarrestar esto, se necesita un esfuerzo adicional.
¿Cómo es eso? Idealmente, la forma en que saltas se considera una caja negra. Lo que importa es la altura que alcanzas que determina el trabajo realizado.
Después de haber realizado algunas flexiones en un colchón de resortes y luego en un piso alfombrado duro, no estoy seguro de que sea más difícil hacer flexiones en un colchón de resortes que en el piso. ¿Qué te hace creer que este es el caso?
Porque cuando comparé los dos, hubo una diferencia desde mi perspectiva. Pero tus resortes pueden ser más rígidos que los míos. Además, si no es el caso, sería genial si pudieras explicar cómo no lo es.
Tu enfoque no tiene sentido para mí. De la imagen 1, está claro que el resorte debe comprimirse exactamente yo para apoyar a la masa metro . Hasta ahora, todo bien. Pero, ¿por qué hay una compresión adicional? Δ yo en la foto 2? Esto significa que la fuerza del resorte en la imagen 2 es mayor que la fuerza de la masa, lo que necesariamente resulta en la masa metro siendo acelerado hacia arriba. Creo que estás mezclando estática y dinámica en tu cabeza, pero no puedo entender exactamente qué estás tratando de hacer, por lo que es difícil señalar errores precisos.
Porque tus brazos están aplicando una fuerza adicional al resorte durante la flexión. He intentado indicar el 'brazo' con el rectángulo largo que conecta el resorte a la masa. ¿Quizás eso no estaba claro?
@MaxD ¿Por qué crees que este es un problema estadístico?
@ jamie1989 Si se aplica una fuerza adicional al resorte, significa precisamente que el sistema 2 no está actualmente en reposo. Lo que además significa que tendríamos que tener en cuenta la energía cinética de la masa. Lo cual no veo indicios de que lo hagas. Como dije, creo que estás mezclando estática y dinámica. ¿En qué momento durante la flexión se supone que ocurre exactamente la imagen 2?
@ jamie1989 Por cierto, dije estática, no estadística.
@MaxD Después de que las fuerzas estén en equilibrio, actualizaré la pregunta para mostrar eso. Echo de menos leer la estática.
@ jamie1989 está bien, así que si es después de que el sistema se detuvo y la masa sigue siendo la misma, no es posible que haya una fuerza adicional en el resorte. ¿Tiene sentido?
@MaxD correcto, por supuesto. En el equilibrio, la situación ahora sería tal que la masa ahora está completamente extendida y probablemente en alguna posición diferente debido a algún movimiento inducido. En este caso, durante el empuje hacia arriba, las fuerzas no estarían en equilibrio, lo que significa que ahora solo tenemos un sistema masa-resorte en movimiento armónico.
@ jamie1989 Mucho. Y toda la energía que parece faltar se almacenaría como energía cinética en la masa oscilante. ¿Resuelve eso tu dilema?
@MaxD ¿Elaborar más en una respuesta?
@ jamie1989 No creo que ese tipo de enfoque matemático tenga mucho que ver con su pregunta original de todos modos, por lo que no creo que sea una respuesta útil. Supongo que los efectos dominantes probablemente estén relacionados con las pérdidas y la fisiología humana más que cualquier otra cosa, y estos son mucho más difíciles de controlar.
@MaxD No estoy de acuerdo, es más difícil hacer una flexión porque no solo tienes que hacer la flexión, sino que también debes excitar un sistema de resorte de masa para hacerlo, lo que requiere más trabajo. Esa es una respuesta a la pregunta.
@ jamie1989 Puedes escribir esa respuesta tú mismo si quieres, pero yo no lo haré.

Respuestas (2)

Un colchón de resortes en su cama (que también puede tener un resorte subterráneo) se tambalea y vibra cuando hace flexiones sobre él. Tienes que corregir todos estos movimientos inducidos adicionales. Se necesita energía adicional para mantenerse equilibrado.

En promedio, su cuerpo se mantiene a la misma altura (como lo haría en tierra firme), pero se requiere más energía para mantenerse estable.

Puedes hacer tus flexiones muy lentamente. Esto reducirá los movimientos inducidos del colchón. Sin embargo, el más mínimo desequilibrio inducirá el movimiento, por lo que también necesitará energía adicional para mantener la forma de su cuerpo de manera que induzca menos movimientos.

Así que no importa cómo realices las flexiones, se necesita más energía y será más difícil mantener tu cuerpo en equilibrio.

Entonces, además del trabajo realizado en dirección vertical, debe realizar trabajo en dirección horizontal para mantener su cuerpo en la misma posición en cada regreso. Puedes hacer esto moviendo tus brazos o tu cuerpo horizontalmente. Es decir, tienes que trabajar para mantener el equilibrio. No saber exactamente cómo reaccionará el colchón a sus movimientos por adelantado también lo hará mucho más difícil (si quiere decir más difícil en lugar de usar más energía).

Para abordar su pregunta un poco más (después de la edición que realizó): si hiciera flexiones en un colchón en el que los resortes solo pudieran moverse verticalmente, podría inducir movimientos del colchón que podrían hacer que el colchón "resuene" si empujas hacia arriba con la frecuencia correcta. ¡Esto sería un buen empujón! Tal vez podrías alcanzar el techo... El movimiento del colchón te es devuelto, debido a que los resortes empujan hacia atrás. Para contrarrestar este "impulso de retorno" tienes que contrarrestar también en dirección vertical porque de lo contrario podrías encontrarte en un estado de resonancia, que no es lo que quieres, supongo. Podrías reducir este movimiento vertical haciendo la flexión con una frecuencia que sea lenta en comparación con la frecuencia de resonancia (en cuyo caso los resortes permanecen comprimidos, más o menos). Si lo haces rápido en comparación con esta frecuencia, solo se moverán tus brazos, como puedes imaginar. Queda por ver si necesita menos energía para esto porque su cuerpo no se moverá tanto hacia arriba y hacia abajo, pero debe comprimir los resortes en cada flexión. Eso se lo dejo a los demás.

El ángulo de sus muñecas también cambia a medida que empuja la superficie del colchón. Intenta hacer tus flexiones en algunas cuñas.
Como anécdota, "tal vez podrías alcanzar el techo" no es una gran exageración. He visto a varias personas con inclinaciones acrobáticas alcanzar fácilmente una altura en el aire superior a su propia altura de pie usando una cama para hacer flexiones (hotel lleno de atletas universitarios), básicamente un trampolín de baja calidad.
@Cireo ¡Lo intentaré esta noche! Con nuestro perro en mi espalda (todavía es un cachorro, ¡así que le gustará!) Todo en nombre de la ciencia...:-)

Primero, veamos cómo se hace una flexión en el piso. Tu mano aplica una fuerza sobre el piso, y el piso aplica una fuerza igual y opuesta sobre ti, que usas para empujarte hacia arriba. Lo importante es que empujes en el suelo . Sin embargo, el suelo, al ser muy rígido y macizo, no se deforma ni se mueve.

A continuación, consideremos un trampolín o un colchón (aunque un trampolín es más interesante, así que me quedaré con eso). Para empujarte hacia arriba, estás empujando el trampolín, que se deformará . Dado que se hundirá, el trampolín, y lo que sea que esté sobre él, bajará. Sin embargo, no está tratando de ir más bajo, está tratando de ir más alto, por lo que necesitaría empujar aún más hacia abajo para acelerar hacia arriba (lo que a su vez empuja el trampolín aún más abajo, lo que significa que también tendría que acelerar mucho más rápido de lo normal). Por lo tanto, no solo debe empujarse a sí mismo en una distancia más larga (esto también depende de cuánto comprima el trampolín y qué tan rápido haga las flexiones), sino que debe aplicar una fuerza mayor.

Lo siguiente es más cierto para un trampolín que salta con gran aceleración: a medida que el trampolín sube, tus manos y pies suben con él. Sin embargo, si el trampolín acelera lo suficientemente rápido, tus manos y pies necesitarán generar una fuerza muy grande para elevar el resto de tu cuerpo. Imagínese acostado en un ascensor que acelera hacia arriba rápidamente; le resultará difícil levantarse.

Cabe señalar que las flexiones en un trampolín no son necesariamente más difíciles; podría utilizar el trampolín para hacer trampa a su favor, ya que, después de todo, es un trampolín. Podrías lanzar tu cuerpo hacia abajo, de modo que la fuerza que aplicas en el trampolín sea mucho mayor que tu peso. Luego, una vez que se hunde y comienza a elevarse, el trampolín lo acelerará hacia arriba, en cuyo caso usted mueve su cuerpo hacia arriba mientras aplica poca fuerza con sus manos. Así es como la gente salta en los trampolines (excepto que estás intentando hacer flexiones). Por supuesto, ese es un "entrenamiento" bastante inútil, aunque es un ejemplo interesante de resonancia.

En resumen, hay varias variables, a saber, su posición, velocidad y frecuencia de flexión (resonancia) y ubicación de flexión (es decir, cuando el trampolín está en su punto máximo o cuando está bajado) que le permitirían cambiar el trabajo necesario, por ejemplo. flexiones más fáciles o más difíciles.

¿Cómo te impulsas a recorrer una distancia más larga? ¿Seguramente en su marco, la distancia empujada es solo tan larga como sus brazos?
En mi marco, sí. Pero mi marco no es inercial. @jamie1989
@ user256872 Si esto se midió desde un marco inercial (supongo que la Tierra está lo suficientemente cerca para esta escala), entonces su centro de masa se mueve menos en un trampolín que en una superficie inflexible como un piso sólido ... pero porque se requiere energía Para deformar la superficie del trampolín, la suma de su cambio en la energía potencial y la energía transferida al trampolín debe ser aproximadamente igual a la de una flexión estándar. ¿No debería?
@Corey No necesariamente (aunque es posible), porque en el caso de que sea "más difícil" hacer una flexión, la persona estaría trabajando más para conducir el trampolín. Debido a que la fuerza que impulsa el trampolín no es solo el peso de la persona, sino también la fuerza adicional que usa la persona, lo que sugiere no necesariamente será cierto. Aunque es posible aplicar la cantidad justa de fuerza para que se logre su restricción.
@ user256872 Dado que la pregunta original era sobre colchones, sospecho que el entorno del trampolín extra-hinchable podría ser un poco diferente :)
@Corey el trampolín exagera los efectos de un colchón elástico. De hecho, probé algunas flexiones en mi colchón (que no es particularmente elástico), y no se sintieron mucho más "duras", así que elegí un trampolín para mi ejemplo. Dicho esto, la única diferencia que sentí fue que me dolían un poco las muñecas, ya que el ángulo en el que empujaban el suelo cambió (como se mencionó en la otra respuesta).
Me equivoqué al votar. Quería votar a favor pero ya lo hice... accidentalmente voté en contra. Por eso edité la respuesta.
@DescheleSchilder no se preocupe, gracias por las ediciones de todos modos :)
Sobre una base de energía en el marco de referencia del suelo, no puedo ver cómo la superficie del resorte hace mucha diferencia, excepto posiblemente para flexiones explosivas donde hay un KE significativo. La ergonomía, por otro lado, como en el comentario, hace una gran diferencia en los ejercicios.
@ user256872 Todavía estoy luchando con la parte de mayor distancia recorrida. Me parece que el escenario que ha representado en su segundo párrafo está equilibrado de tal manera que no se produciría ningún desplazamiento relativo al suelo. ¿O el desplazamiento siempre sería menor de lo que se podría lograr con resortes 'rígidos'? ¿Cómo es mayor el desplazamiento?
No entiendo la mayoría de los argumentos presentados en esta respuesta. ¿Cuál es la "distancia más larga" sobre la que se aplica la fuerza? Es exactamente la longitud de un brazo. Una flexión en un trampolín no te eleva a una altura de flexión, ya que el trampolín se hunde a medida que empujas. ¿Y por qué debería requerir mayor fuerza? Creo que podemos estar de acuerdo en que en la posición completamente hacia arriba o hacia abajo, las fuerzas son idénticas entre el trampolín y una superficie sólida: cualquiera de los dos simplemente proporciona una fuerza normal igual y opuesta a su peso. Me cuesta ver por qué las fuerzas deberían ser diferentes al empujar.
¿Por qué es más difícil lograr un push up en un colchón?
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