跳高:
假设一名运动员,体重75KG,重心高度为1.1M,能跳过2.4M。
这也就差不多是全世界最好的运动员了。
那么他在跳跃时的重心提升的高度为1.3米。考虑到实际跳的时
候要先有重心下降的情况,假设他重心下降了0.3M,则总的重心
提升的高度为1.6M。
那么他加速的情况又怎么样呢?
他先是将重心下降了0.3米,然后伸直达到站立状态,然后掂脚
直到在重心达到1.3米的时候离开地面,合起来计算他总共用了
0.5M的距离来加速。
那么他的平均加速度为:1.6M/0.5M*1G=3.2G(实际的加速度不
可能是平均的,开始的时候比较大,离开地面的时候最小)
平均力为:75KGF*9.8*3.2=2352N。根据常识判断这个力是差不
多的。
跳离地面的瞬间速度为:V=2*9.8*1.6的开方=5.6m/s。这个
速度是毫无疑问的。因为身体离开地面之后就处于上抛的自由落
体状态下。
假定跳离时力为平均力(实际跳离的时候力应该很小)平均功率
为:2352*5.6=13171.2w
就是大约13KW。很明显这个计算是偏大的,因为做了几个助于会
明显偏大的假定。
加速时间:t=2*0.5/(3.2*9.8)的开方=0.1786s
获得的势能:W=75*9.8*1.6=1176J
平均功率:P=1176/0.1786=6584W
也就是6.6KW的样子
鉴于实际功率不可能是随时间平均分布的,我估计最大瞬间功率
在10KW的样子。
但运动员也只能在极短时间完成一次这样的跳跃而已。
持续的功率哪怕是1秒钟,人体能发出的功率都是很小的。这种
测试一般是使用固定自行车测功器测量的。一般的测量得出的结
论是最优秀的运动员的一分钟持续功率大概不到1KW。
人力飞行器“信天翁”渡越英吉利海峡时,运动员发出的功率大
概是半个千瓦的样子。
各位同好如果自己家里有带测功功能的固定自行车健身器,可以
自己测试下。这种健身器在设备比较齐全的健身房也是可以找到
的。 |