El título lo dice todo. Desde el punto de vista de la física, la gravedad es una fuerza conservativa, por lo que la cantidad de trabajo realizado debería ser la misma y, sin embargo, una opción es mucho más agotadora que la otra. Es especialmente extraño si consideramos la fricción, ya que la fricción rodante es menor que la fricción estática, lo que debería implicar que andar en bicicleta cuesta arriba hace (ligeramente) menos trabajo. Entiendo que es por el rozamiento que si el terreno es llano, andar en bicicleta es más fácil que empujar una bicicleta.
Aquí hay algunas hipótesis en las que he pensado:
Encuentro que el n. ° 1 no es convincente, ya que parece estar contando dos veces la fuerza de "rodar hacia atrás" junto con la gravedad. #4 suena razonable pero en terreno llano las cosas se invierten, lo cual es contradictorio. Los otros dos son plausibles. ¿Alguien sabe si alguno (o ambos / ninguno) son correctos?
Los engranajes de la bicicleta están configurados de modo que una gran fuerza sobre una distancia más corta en el pedal da una fuerza más pequeña sobre una distancia más larga en la rueda. Esto es lo contrario a la mayoría de las máquinas, por ejemplo. un gato de tornillo o un cabrestante en el que aplica una fuerza menor en una distancia más larga para mover una carga mucho más pesada.
Normalmente, cuando estás navegando al nivel que quieres, la fuerza necesaria en el volante para superar la resistencia y la fricción es baja en comparación con la fuerza con la que puedes empujar fácilmente el pedal. Pero al ir cuesta arriba llegas al punto en el que para moverte lo suficientemente rápido como para mantenerte erguido tienes que poner mucha fuerza en el pedal.
Algunas bicicletas de montaña extremas tienen relaciones de transmisión bajas <1, por lo que hay menos fuerza en el pedal que en la rueda: tienes que girar para moverte a paso de tortuga.
Siendo un ciclista de 65 años que vive en la cima de una colina empinada, estoy muy familiarizado con este problema. Cuando empuja una bicicleta cuesta arriba a pie, se está moviendo cuesta arriba muy lentamente y la potencia requerida para hacer esto es menor que la requerida para andar en bicicleta (es decir, ir lo suficientemente rápido para mantener la bicicleta en posición vertical) en la misma colina. .
En terreno plano, las cosas se invierten, pero por una razón diferente. Imagina que estás tratando de empujar tu bicicleta a la carrera e ir tan rápido como puedas mientras la conduces. Incluso con el máximo esfuerzo, simplemente no puede hacer eso porque no puede mover las piernas hacia adelante y hacia atrás lo suficientemente rápido, cargar su propio peso y empujar la bicicleta, todo al mismo tiempo. Debido a que la bicicleta te permite cambiar de marcha a medida que vas progresivamente más rápido, no tienes que mover las piernas hacia adelante y hacia atrás a una velocidad físicamente imposible para ir rápido en la bicicleta; simplemente seleccionas una marcha más alta. Además, no tiene que soportar su propio peso mientras está en la bicicleta, y puede tomar un descanso mientras monta por inercia momentáneamente.
La fricción se define como
Dónde es el coeficiente de fricción, ya sea estática o cinética, y N es la fuerza normal .
Cuando uno camina cuesta arriba, los músculos de las piernas soportan principalmente el peso corporal de manera eficiente, el pie hace un contacto mínimo y el peso corporal se transfiere cuesta arriba. Empujar una bicicleta utiliza los músculos de la mano para transferir una fuerza, las ruedas de la bicicleta hacen el mínimo contacto con la superficie de la carretera, la resistencia a la rodadura
Mi opinión es (ya que ni siquiera ando en bicicleta, y mucho menos cambio de marcha en una bicicleta) que el gasto de más energía (más difícil) se debe a una mayor fricción. Es decir, la suma de las fuerzas de fricción "peso en los pies" + "bicicleta rodante", es menor que la fricción en "cuerpo + pesos de la bicicleta" en la bicicleta rodante. La razón: el peso aplanará el contacto de la rueda con el asfalto, haciendo que la fricción de "rodamiento" sea mayor, por lo que en total se necesita hacer más trabajo.
Tus piernas fueron hechas para correr. Eso es lo que tienen que hacer, o uno de estos días los leones te morderán.
Los conjuntos de músculos algo diferentes están involucrados en andar en bicicleta cuesta arriba o subir escaleras en comparación con caminar o correr. Al andar en bicicleta, el extensor de la cadera (glúteo mayor) hace la mayor parte del trabajo. Al caminar relajado, el flexor de la cadera (psoas) balancea el muslo hacia adelante, pero el glúteo es perezoso. El extensor de la rodilla (cuádriceps) y el flexor (isquiotibiales) son importantes en todas estas actividades.
usuario4552