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エネルギー保存の法則を考えると、同じ距離を同じ速さで進んだら、使用するエネル...

nis********さん

2010/6/2818:18:50

エネルギー保存の法則を考えると、同じ距離を同じ速さで進んだら、使用するエネルギーは等しいと思うのですが、なぜ、自転車で走った方が、走るより疲れないのでしょう?

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ID非公開さん

2010/6/2820:36:33

あなたの「エネルギー保存則」の理解は誤っています。

エネルギーの全てが、前進することに使われるわけではありません。
それ以外のことに使われるエネルギーもあります。
こういうのを、しばしば「有効仕事」のような概念で考えることもあります。

自転車の場合、この「無駄に捨てられるエネルギー」の代表格が、路面との摩擦、自転車の内部摩擦、空気抵抗あたりでしょう。
一方、人間が走る場合、足を後ろに蹴り出したあと、その足を再び前に持って来ないといけません。これには少なからぬエネルギーが必要です。
また、走っているときも、人間の身体は常に落下しようとしています。この重力の働きに逆らって身体を持ち上げるにも、エネルギーを必要とします。
(自転車の場合も、転倒しないようにバランスをとったり、もちろん、ペダルを漕ぐ足を持ち上げたりするのにもエネルギーを使いますが、走る時よりは少ないエネルギーです)

もっと言うなら、例えば、地面に置いてあるだけのヘリコプターは全くエネルギーを消費しませんが、空中でホバリングしているヘリコプターは、エネルギーをどんどん消費します。
頑丈なロープの両側に自動車をつけ、双方で綱引きをした場合、自動車はどんどんエネルギーを消費しますが、力が拮抗している限り位置は全く変化しません。

なお、こうしたエネルギーは、最終的に熱エネルギーとして捨てられます。
なので、エネルギー収支は、ちゃんとあっています。

質問した人からのコメント

2010/6/29 19:50:47

なるほど。自分の体重を支えるエネルギーが大きいのですね。納得しました。

ベストアンサー以外の回答

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nin********さん

2010/6/2818:26:42

自転車という、脚の運動を効率よく移動に費やす装置を使っているからではないでしょうか。
それに競技用の自転車以外は漕がなくても慣性で動きますよね。

普通に漕いでると思っていても
漕いで進んでいる分と慣性で進んでいる分があるんだと思います。


また何事にもそれぞれ快適な速度というモノがあります。
自転車をスムーズに漕げる速度で見れば自転車の方が楽でしょうが
楽に歩ける速度で自転車を漕ごうと思ったら。

あるいは極端なところ、一歩5センチみたいに
ちょこちょこと歩く速度に合わせて自転車を漕ぐのは
バランスをとったり、速度を出しすぎないようにしたり疲れますよね。

ついでにいえばある程度傾斜のきつい坂では歩く方が楽だと思いませんか。

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