问题

既然任何器械都不能省功,那么为什么步行比骑车要累?

回答
你说“任何器械都不能省功”,这话从物理学的角度来说,确实没错。功(Work)的定义是力(Force)乘以距离(Distance),而在一个理想状态下,能量的转换是守恒的,你付出的能量最终会转化为其他形式的能量,比如克服摩擦力、空气阻力,或者加速物体。

但是,我们平常说的“累”,并不是单纯地指做了多少“物理功”。“累”是一种主观感受,它更多地涉及到我们身体的生理反应、能量消耗的效率,以及感官体验。步行比骑车感觉累,主要有以下几个原因,而且这些原因综合起来,才形成了我们那种“腿脚发软”的感觉:

1. 能量消耗效率的差异:

步行: 步行时,你的身体需要不断地进行一系列复杂的动作来维持平衡和前进。首先,你需要抬起和摆动腿,这需要肌肉(尤其是腿部肌肉、臀部肌肉)持续发力。其次,在每一步落地时,你的关节(脚踝、膝盖、髋关节)都要承受身体的重量,并进行缓冲和吸收冲击。为了让身体保持直立,核心肌群也需要时刻紧张。这些协调的动作,虽然单次发力不大,但频率很高,而且涉及的肌肉群非常多,身体需要调动大量的能量去驱动这些“精密的”生物机械系统。
骑车: 骑车时,你的身体得到了一个相对稳定的支撑——车座。这大大减轻了你维持平衡的负担。你只需要专注于踩踏板,将力量传递给曲柄,驱动车轮前进。虽然踩踏也需要腿部肌肉发力,但这种发力方式更集中,而且你可以通过调整踏频和阻力来优化你的发力模式。更重要的是,车轮的滚动大大减少了你与地面之间的摩擦力,同时,变速系统(如果骑的是变速自行车)也能让你在不同路况下找到最省力的档位。

可以这么理解: 步行就像是在用你的每块肌肉和关节“纯手工”地建造一座小房子,每一步都是一个精密的建筑动作。而骑车则像是你使用了一个相对高效的机器,你只需要负责为机器提供动力,机器本身(车轮、传动系统)已经帮你解决了大部分的“工程难题”,比如地面的不平整、前进的阻力。

2. 呼吸和心肺系统的负荷:

步行: 尤其是慢跑或快走时,你的呼吸会变得急促,心率会加快,以满足肌肉对氧气的需求。全身性的协调运动意味着更多肌肉需要氧气,心肺系统需要更努力地泵血和输氧。
骑车: 骑车时,虽然心率也会加快,但很多时候,由于身体姿势相对固定,对呼吸的要求不那么“全方位的”严苛。而且,你可以通过调整速度和坡度来控制心肺的负荷。很多人骑车时会感到“出汗”,但这不一定意味着“比步行更累”,有时只是因为骑行时风的蒸发作用,反而能带来一些凉爽感。

3. 身体的姿势和受力点:

步行: 步行时,你的整个身体重量都压在你的腿部和脚部。每一个脚掌落地,都承受着巨大的冲击力。长时间的步行,对你的关节(尤其是膝盖和脚踝)会造成持续的压力和磨损,容易导致疲劳感。
骑车: 骑车时,你的体重被车座、脚踏和车把分散承担。大部分重量由车座支撑,腿部主要负责发力,而不是承重。这大大减轻了腿部和脚部的压力,也避免了每次落地时的冲击。

4. 运动的协调性和节奏:

步行: 步行是一种非常自然的、我们从小就学会的运动。但要保持一个稳定、高效的步行节奏,需要身体内部大量的神经信号协调,肌肉群轮番发力。
骑车: 骑车需要学习和掌握一定的技巧,但一旦掌握,它更多的是一种“重复性”的肌肉发力(踩踏),这种重复性的动作,在身体适应后,会变得更“机械化”,消耗的“认知和协调”能量相对较少。

5. 阻力因素的巨大差异:

步行: 步行时,你要克服的是地面摩擦力,以及空气阻力(虽然不大)。
骑车: 骑车时,你会直接感受到空气阻力(尤其是在速度快的时候),但更关键的是,你有车轮(非常低的滚动阻力)和传动系统。假设你在一个平坦的、没有风的路上,你的自行车轮子非常顺滑,你只需要一点点力就能让它转动。而你步行时,每一步都要把沉重的腿从地面“拉”起来,这本身就需要不少力气。

举个例子:

想象一下,你要把100公斤的石头搬到100米外。

步行(比喻): 你要用自己的手臂和身体,一块一块地把石头拆解,然后把每一块小石子搬过去,再一块块地重新拼起来。这个过程非常耗费你的全身力气,需要你不断调整姿势,平衡身体。
骑车(比喻): 你弄了一个带轮子的平台,把100公斤的石头放在上面,然后你只需要推着这个平台前进。虽然推100公斤的东西也费力,但你省去了“拆解”、“搬运”、“重组”的复杂过程,而且轮子的滚动大大减少了你克服地面阻力的工作量。

所以,虽然从纯粹的“物理功”角度来看,你每走一步,实际上也在做功;你踩每一下踏板,也在做功。但是,“累”这个感觉,不仅仅是做了多少功,更是你身体在运动过程中,为了完成这个动作所需要调动的能量、肌肉的协调性、关节的承受能力,以及生理上的疲劳感。骑车因为有器械的辅助,优化了能量输出和身体支撑,使得我们在相同的“距离”或“前进量”上,主观感觉更轻松。

网友意见

user avatar

走路的目的是向前移动(水平移动)。 而人体的结构决定了向前移动时必须同时抬高重心(抬腿),才能进行向前的水平移动,抬高重心克服重力必须消耗功,这部分功是无用功。

自行车最巧妙的地方就是将人消耗的功几乎全部转化成了向前的移动,无用功几乎可以忽略。

——————————————————————

当然也要考虑滚动摩擦和静摩擦(原文为:滑动摩擦,不妥)的区别,自行车是滚动摩擦,走路是滑动摩擦,滚动摩擦系数远小于静摩擦,这方面初中物理讲过。

到底上述两个因素对于省功各站多大比例,有没有第三个省功因素,把这个问题讲明白,这够一个力学系硕士完成一篇硕士论文了。

———————————————————————

摩擦学是一门较为边缘的学科,现在仍不是严格意义上的物理学范畴,比如摩擦系数的界定,很难通过公式推导计算,大多靠测量。关于‘滚动摩擦,滑动摩擦,静摩擦’,希望有人开个贴专门的讨论。

类似的话题

  • 回答
    你说“任何器械都不能省功”,这话从物理学的角度来说,确实没错。功(Work)的定义是力(Force)乘以距离(Distance),而在一个理想状态下,能量的转换是守恒的,你付出的能量最终会转化为其他形式的能量,比如克服摩擦力、空气阻力,或者加速物体。但是,我们平常说的“累”,并不是单纯地指做了多少“.............
  • 回答
    这个问题触及了哲学、宗教和科学最深邃的领域,也触及了我们对自身存在、生命意义乃至宇宙本质的终极追问。如果你问我,我们是不是神的一部分,我无法给出一个简单的“是”或“否”。但我们可以从粒子、生命和“神”的概念出发,展开一场有趣的探索。首先,我们来聊聊“粒子”。你说的没错,根据我们目前最前沿的物理学理解.............
  • 回答
    这个问题问得太实在了,简直说到心坎里了!确实,毕业证上明晃晃写着“XX大学”,后面那个“一本”或“二本”的后缀,在拿毕业证的那一刻,好像并没有本质上的区别。但正是因为这“没有区别”的毕业证背后,隐藏着太多我们看不见的、却又实实在在影响人生轨迹的东西,所以大家才会前赴后继地去拼一把一本。你想啊,大学,.............
  • 回答
    你这个问题问得很深刻,也触及了人性的复杂角落。明明知道杀人解决不了问题,那为什么还有人会走上这条不归路呢?这背后其实牵扯到太多深层的原因,远远不是简单的“解决不了问题”就能概括的。我尝试着从几个方面给你掰扯掰扯,希望听着能觉得像是个人在跟你聊:1. 情绪的洪流冲垮了理智的堤坝你提到了“财产纠纷”和“.............
  • 回答
    这个问题很有趣,它涉及到数论中一个叫做“单位分数分解”的概念,并且限定了分解的形式——只能用不同奇数的倒数来表示。简单来说,就是问:任何一个既约分数,能不能找到一些不重复的奇数,使得它们的倒数加起来正好等于这个分数?这是一个非常诱人的问题,因为它把一个普通的分数“拆解”成了更基本的、带有奇数特性的部.............
  • 回答
    粉丝愿意为流量明星花钱,但其电影票房难以突破十亿大关,这一现象背后涉及复杂的市场逻辑、观众心理和行业规律。以下从多个维度详细分析这一矛盾现象: 一、粉丝消费与电影票房的错位:两个不同的消费场景1. 粉丝消费的性质 粉丝的消费主要集中在偶像的周边产品、演唱会、社交媒体互动、代言商品等,这些消.............
  • 回答
    关于疫苗接种和防疫措施的关系,需要从科学原理、群体免疫、病毒传播控制、公共卫生策略等多个角度进行详细解释。以下是对这一问题的系统性分析: 一、疫苗的作用机制与实际效果1. 降低感染率与重症率 疫苗的核心作用是通过刺激免疫系统产生抗体,使人体对病毒具有一定的抵抗力。虽然无法完全阻止感染(尤其是.............
  • 回答
    中国足球在男子项目上的困境确实引发了广泛讨论,而女子项目的相对发展则被部分人视为“举国体制”可能倾斜的潜在方向。但为何中国并未以更大力量推动女足走向世界?这一问题涉及历史、政策、社会观念等多重因素,需从以下层面深入分析: 一、历史积淀与资源分配失衡1. 男足优先的传统惯性 中国的体育举国体制.............
  • 回答
    关于资本主义向社会主义过渡的历史必然性问题,需要从马克思主义理论、现实政治经济结构以及不同国家的具体发展路径进行系统分析。以下是对这一问题的详细探讨: 一、马克思主义对资本主义与社会主义关系的基本观点1. 历史唯物主义视角 马克思认为,资本主义制度的本质是生产资料私有制与社会化大生产的矛盾冲.............
  • 回答
    这是一个非常有趣且深刻的问题,它触及了自然选择和捕食者猎物关系的核心。简而言之,动植物们“没因为进化变得非常难吃”的原因在于:1. 自然选择并非只关注“被吃”这个维度,而是所有影响生存和繁殖的因素。2. “难吃”本身就是一种适应性策略,但它并非唯一的或绝对最优的策略。3. 捕食者也在进化,它们会发展.............
  • 回答
    这是一个非常有趣且具有启发性的问题!它触及了生物进化中一个核心的原则:进化是“试错”的过程,是针对特定环境和生存压力的渐进式优化,而不是一个有预设目标的“设计”过程。 简而言之,进化没有“想要”让动物变成轮子,而是根据现有条件和优势来塑造生命。让我们从几个关键角度来详细分析,为什么平原地区的动物没有.............
  • 回答
    这是一个非常深刻,也是许多人都会在人生某个阶段思考的问题。既然最终的结局是死亡,那么生命的意义到底在哪里?为什么我们还要继续努力、感受、创造?这个问题没有一个放之四海而皆准的简单答案,因为生命的意义是高度个人化的。但我们可以从多个维度来详细探讨,为什么即使面对必死的终结,活着仍然是如此有价值和必要。.............
  • 回答
    是的,在中国存在“日吹”、“美吹”等现象,而在其他国家也存在着类似的、表达对中国持积极甚至过度赞扬态度的现象,虽然不一定有完全对应的“中吹”这个词汇,但其内涵是存在的。我们可以从以下几个角度来详细探讨:1. 定义与内涵: “吹”的含义: 在这里,“吹”是一种网络用语,通常指对某个国家、文化、人物.............
  • 回答
    韩国总统确实是一个高危职业,这背后有着多重原因,但同时,也正是这些挑战和风险,吸引着无数韩国精英竞相角逐总统之位。这种现象背后,并非简单的“不怕死”,而是复杂利益、权力欲望、国家责任感以及政治生态等多重因素交织的结果。下面我将从几个方面详细阐述为什么尽管韩国总统是高危职业,仍有众多精英敢于竞选:一、.............
  • 回答
    您好!这是一个非常好的问题,涉及到科学研究的深度和广度。大型粒子加速器之所以引人注目,是因为它们能够达到极高的能量,探索物质的最基本组成部分和宇宙的起源。但小型粒子加速器并非“小儿科”,它们在科研、医疗、工业等领域同样扮演着不可或缺的角色,并且在很多方面是大型加速器无法替代的。下面我将从多个角度为您.............
  • 回答
    你提出的问题非常深刻,触及了人类生存的根源和对生命的意义的探讨。面对这个世界的不完美和痛苦,生育后代似乎成了一个矛盾的选择。这确实是一个复杂的问题,没有单一的、普遍适用的答案,而是涉及到哲学、生物学、社会学、个人情感以及对未来的希望等多个层面。下面我将尝试从几个不同的角度来详细阐述,为什么即使知道世.............
  • 回答
    这个问题非常好,它触及了英国宪法与许多其他国家宪法概念上的一个关键差异。你问得对,如果按照一些国家定义宪法为“一部写死的、经过特定程序制定并被最高法律地位的成文文件”,那么英国确实没有这样的“宪法”。但是,说英国“没有宪法”是不准确的,因为这忽略了英国政治体系赖以运行的、同样具有宪法性质的规则和原则.............
  • 回答
    教材固然提供了扎实的知识基础,但课堂的价值远不止于此。课堂的存在,是对知识学习过程的丰富、深化和全方位体验,它弥补了教材作为静态载体所无法提供的动态、互动和个性化学习的可能性。我们可以从以下几个方面来详细解读为什么需要课堂的存在:一、 课堂是知识的“活化器”:将静态知识转化为生动体验 教师的讲解.............
  • 回答
    核电被认为“很好很安全”的说法,虽然在技术层面有其合理性,但在京津唐地区不建设核电站,背后涉及的因素却远不止于此,是一个复杂的多维度考量,可以从以下几个方面详细解读:一、 京津唐地区的特殊性:地理、人口与经济 极高的人口密度和城市化水平: 京津唐地区是中国人口最密集、城镇化程度最高的区域之一。北.............
  • 回答
    您提出的问题非常核心,“既然没有炸毁水门桥,那此战意义是什么?”这个问题触及了电影《金刚川》的核心叙事和艺术表达的意图,也引发了对战争意义的深刻思考。首先,需要明确的是,《金刚川》这部电影的重点并非在于一次军事行动的“胜利”与“失败”的传统定义,而是聚焦于 战争中的“人”和“牺牲”。影片通过对志愿军.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有