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為何跑步10公裡比步行消耗熱量多

生活 更新时间:2024-08-15 05:50:45

最近看了一些文章在讨論跑步5公裡和步行5公裡消耗的熱量是不是差不多,雖然大家知道都覺得跑步理所當然更累,理應更消耗熱量,然而那篇文章竟然告訴大家消耗差不多這很科學,甚至跑步消耗更少,也有手表APP 的數據支持。

為何跑步10公裡比步行消耗熱量多(跑步5公裡和步行5公裡消耗的熱量差不多)1

難道這又是一個和我們直覺相反的冷知識。思考了一番,然而結論不應該如此,跑步理所當然的消耗更多的熱量。

1. 為什麼有人認為熱量消耗差不多

2. 跑步更消耗熱量的原因一

3. 跑步更消耗熱量的原因二

4. 跑步更消耗熱量的原因其他

5. 總結

下面就是從試圖從物理入手來給大家一個更清晰科學的讨論。

1. 為什麼有人認為相同的距離跑步和步行消耗的熱量差不多。

一般都會用物理知識中的功來支持這個觀點,因為距離一樣,地面摩擦阻力也一樣,勻速運動時,功的計算就很簡單了: W=F x S。 F 和 S 都一樣(當然跑步速度快,F的風阻會大些,最後再說),那麼消耗的功W 自然也是接近的。而且有手表APP的數據支持。例如前面文章給的數據

這個論點确實很有迷惑力,背靠物理學的堅實基礎,橫有智能手表的計量支持。雖然和直覺相反,但已經被一些冷知識打得心有餘悸的人,現在什麼觀點都敢接受。

但事實果真如此嗎?

答案當然是 No,運用物理是沒有錯,但大家考物理,也不是随便寫兩個公式,就都100分。

2. 跑步更消耗熱量的原因一

一開始也曾迷惑,雖然覺得跑步更累,但功的計算确實如此啊,為什麼會和直接如此違背。仔細又思考了一下,發現其實忽略了很重要的但是隐秘的細節,?從整個過程平均來看,功的計算确實如此,但要注意,這是平均。跑步的一個重要特征是有兩個腳都要騰空的過程,騰空意味着什麼?意味着你的重心有升有降,再每一次步幅中,都包含了一個抛物線的上升和下降過程。

在跑步過程中,人的重心其實不光是水平的前進的,而且是上下跳動着前進的,如下圖

為何跑步10公裡比步行消耗熱量多(跑步5公裡和步行5公裡消耗的熱量差不多)2

大家如果跑步應該會感覺到眼前的景物會上下跳動的,戴眼鏡的眼鏡還容易晃松乃至掉落。

重心下落的過程,人不用費力,就不算了,但上升的過程都是消耗着人體的能量來實現的。如果我們把每次的上升過程提取出來,

為何跑步10公裡比步行消耗熱量多(跑步5公裡和步行5公裡消耗的熱量差不多)3

可以看出來,我們跑步時除了有水平位移,其實還有重心的上升過程,雖然每個步輻裡距離都很小,但是跑完5公裡,累計起來的高度上升還是可觀的。

這是定性分析,定量也可以算具體的數字!

以我的APP 手表數據為例:

為何跑步10公裡比步行消耗熱量多(跑步5公裡和步行5公裡消耗的熱量差不多)4

按抛物線的來計算,我們知道了每次步幅112厘米,每次步幅的時間就是(112cm/跑步速度),這樣就可以計算出每次步數中,重心高度變化大概10cm.(具體計算就不列在這裡了,初中物理的基本計算題)。

總共步數4651 步,相乘後,累計高度就是 10cm * 4651,大概有465米哦…看到了吧,一次5公裡的跑步其實相當于水平步行5公裡 加上 一個登高四百多米的運動結合。

當然細心的朋友肯定會發現步行其實重心也不是一直水平不變的,随着兩腿的交替,重心也有微小的跳到,但步行始終有腳未離開地面,步幅小,重心起伏細微。一個簡單的事實,耄耋的老人,可以顫巍巍的步行好多步,但讓他跑步,怕是一步也跳不起來,由此也可見跑步和步行需要的能量完全不是一個等級的。

3. 跑步更消耗熱量的原因二

除此之外,跑過步的都有體會,跑完5公裡一身大汗,而步行5公裡一身微汗。人的汗是用來散熱的,更多的汗意味着更多的熱量散發出去了,這些熱量都是跑步的人産生的,都是能量轉換而來。隻是這個熱量怎麼去定量計算,這個暫時弄不出來。有朋友能算這個嗎?

有些人可能會說步行5公裡時間更長,雖然散熱速度慢,但時間長了,積累的熱量更多。在相同的行程中,汗水的多少是衡量總熱量的标準,你認為呢?

4. 跑步更消耗熱量的原因其他

前面也提到了,跑步速度更快,風阻是和速度平方成正比,跑步的速度應該有步行的2~3倍吧,風阻也就是4~9倍…當然意味着跑步需要輸出更多的功。

5. 總結

同樣一段路程的情況下

跑步=步行 登高 汗水帶走的熱量 克服風阻做的功

其中登高消耗的能量應該是大頭。5公裡就大概有400米的上升。

另外一個也可看出一個簡單的跑步省力的技巧,放小步幅,增加步頻。這樣就減少了騰空的高度,消耗的能量也會小很多。

最後我們手表APP關于跑步和步行的能量計算模型真的正确嗎?

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