Добрый день уважаемые знатоки!

Предисловие.

Давеча на вело прогулке я с другом приехал к горе, которую в силу своего изнеможения я на своём аваланче осилить не смог, и я слез с велосипеда мы пошли в гору. Идем мы значит и беседуем! И тут я возьми и скажи, что "для полного счастья не хватало только его на себя закинуть и понести его в гору, тогда вообще после этого буду дома спать как убитый обессилевший", на что друг ответил "если ты его закинешь и понесешь на себе, ты затратишь меньше энергии, нежели ты будешь его в гору тащить".

Вопрос?! Кто затратит меньше энергии, тот кто толкает в гору или тот кто несет в гору велосипед.

Масса человека 80 кг, масса велосипеда (допустим) 15 кг. Высота подъема 50 метров. Длина подъема 300 метров. Асфальт сухой, немного грязный (пыльный). Подошва не скользкая, ровная.

https://www.dropbox.com/s/7x0re7sx7njcwlc/velosiped.png

Помогите разобраться пожалуйста?

Катить легче, по опыту знаю

(0) Эту задачу решили ещё в допотопные времена, изобретя колесо.

А теоретически как это обосновать? Я тоже так же считаю, но доказать другу не могу! Запутался в "трениях", "энергиях", "импульсах"...

при ходьбе преодолевается трение скольжения, при ведении велосипеда преодолеваем трение вращения, а оно, как известно, меньше..
так что меньше сил потратится при ведении, а при несении - больше

Работа в физике сильно отличается от работы в понятии человека.

Человек держит на руках тяжелый камень. С точки зрения человека это тяжелая работа. С точки зрения физики, он просто дурака валяет.

(4) Да ну? Трение скольжения преодолевалось бы, если бы он велосипед волоком за собой тащил, а не на горбу.

(6) на горбу - преодолеваем трение скольжения в суставах :)

Да тут не физика, а физиология важнее. Габариты и компоновка велосипеда таковы, что его попросту неудобно тащить. Если сделать из него рюкзак аналогичной массы - идти гораздо удобнее, чем катить, топая сбоку - быстро устает позвоночник и ведущая рука.

(0) работа будет выполнена одинаковая
Лучше предложи постоять, но один держит велосипед на себе :)

(0) Одинаково, если высота подъема одинакова. А так круглое таскать, квадратное катать.

(8) Ога, а если сделать из него удобную тележку на колёсиках, то тянуть будет удобнее, чем рюкзак. :)

(3) Твой друг немного ошибся. Вот если бы ты тянул за собой велосипед на веревочке (при наличии доп. колес, чтоб не упал), тогда да - так легче, чем толкать его перед собой. А нести на горбу всяко тяжелее, чем катить

(0) твой друг - Ч_е_б_у_р_а_ш_к_а? :)

Блин - Антимат!!!

Я понимаю, что тут разница в силах трения. В первом случае, когда катим, это сила трения качения. Во втором случае, сила трения скольжения.
Со вторым случаем я ещё не до конца может и сам понял, там есть и сила трения скольжения и сила трения покоя, причем сила трения скольжения в гораздо меньшей степени присутствует.
Но всё же, когда катим, там тоже присутствует сила трения покоя (покрышки таки касаются асфальта) но уже есть не сила трения скольжения, а сила трения качения, которая в десятки раз меньше силы трения скольжения.

Друг же уверяет, что когда мы идём, силы трения скольжения нет.
Кто прав?

(14) Да ни фига. Нести велик на горбе - это не тоже самое, что волоком тащить. Разница в весе велика, когда его катишь часть веса компенсируется опорой на колесо. И добавляется трение качения, но оно мало.

Вопрос из школы для умственно отсталых? 4-й класс?
Конечно, больше затратит тот, кто несёт.
Центр тяжести выше - проекция силы тяжести на линию подъёма - больше.

(Это если в расчёт брать только голую физику. И не брать в расчёт биологию: Энергозатраты разных групп мышц, если нести. Особенно энергозатратна головная мышца, т.е. мозх. Т.е. если брать в расчёт физиологию - то тот кто несёт - вообще намного больше затратит).

(14) Уже ж писали: тут не физика а физиология. Когда тащишь велосипед на себе возникает дополнительная нагрузка на опорно-двигательный аппарат. Суставы в коленках трутся, мышцы дрожат от перегрузки.

(16) Обалдеть открытия. Если не брать в расчёт биологию, высота центра тяжести как-то влияет на вес?

(18): На вес не влияет, на проекцию силы тяжести на горизонтальную ось - влияет. Курс физики 6-й класс.

(17) Дык как не физика, если мышцы перегружаются из-за добавленного сверху веса?

Разница затрат энергии будет в компенсации приведенной силы тяжести.
Т.е. в случае качения ты тратишь энергию только на компенсацию части силы тяжести умноженной на угол наклона горы. Силой трения можно пренебречь.
В случае переноса, ты тратишь энергию на преодоление полной силы тяжести.

(19) И какая же проекция силы тяжести на горизонтальную ось, если она векторно вертикальна? О чём вообще?

(22): Сорри, на линию подъёма, как я и писал в (16).

(19) а физика не с 7 класса?

И да, биологию в расчет не берем, чисто физику. Но в физике ничем не пренебрегаем, т.е. учитываем всё.

Я пытался так же учесть то, что я велу передаю определенный импульс. Я же отталкиваюсь, и толкаю его, значит есть ещё "энергия импульса". Тут много чего присутствует. Задачка не такая и простая, как кажется на первый взгляд.

(19) Ты как думаешь, если на весы железный блин килограммовый положить, или высокую стоечку в тот же килограмм - у них разный вес, что ли будет из-за высоты центра тяжести?

(20) Человек держит большой камень и быстро устает. А если этот камень пдовесить на веревке? Почему веревка не устает?

(16) (19) че за? масса велосипеда постоянна, сила тяжести постоянна, ее проекция на линию наклонной плоскости тоже постоянна по длине

Ответ в (21) - это в точности мой ответ (16), но выраженный более понятно.

(23) Дык и? Скалярно-то это будет одна и та же величина.

И это не 6-й класс, а 9-й.

(27): "ее проекция на линию наклонной плоскости тоже постоянна по длине"
- Смотри (16): Центр масс находится на значительно более разной высоте.

(28) Да не гони, там про высоту центра тяжести ни слова.

(29): См. (31)

Величина проекции силы тяжести на линию подъема - не зависит от высоты велосипеда.

вмысле, катить его или нести на плечах.

Хе, я тут подумал... :)
Вопрос - "Кто затратит меньше энергии"
Подъем на одну высоту.
Значит потенциальная энергия в верхней точке будет одна и та же.
Тогда без разницы как затаскивать велосипед на вершину.
Из закона сохранения энергии следует, что энергия будет затрачена одинаковая.
Силы не важны. :-D

(31) Дык а какая разница, если количественно вес одинаков?

(36) Новое слово в физике, скорее за нобелевкой. Не зря в армии квадратное катят - они знают!!!

(36) ок, пусть так, но друг утверждает, что тот кто тащит на себе (на своем горбу) затратит энергии меньше!

Лама похоже истину вещает.

(36) Человек с велосипедом на горбу вспотеет больше. К потенциальной энергии надо добавить энергию на нагрев человеческого тела.

(34): Зато зависит от высоты центра масс всей системы.

Я и есть тот Чебурашечный друг )
Мое мнение следующее: если велосипед катить, то присутствуют следующие силы сопротивления (сопротивлением воздуха, думаю, можно пренебречь):
1) Сила трения покоя между подошвой человека и асфальтом (благодаря ей мы можем тащить себя и катить велосипед в гору, энергии не тратим)
2) Сила трения скольжения в суставах человека (мешает идти, для ее преодоления затрачиваются силы)
3) Сила трения качения велосипеда(мешает идти, для ее преодоления затрачиваются силы)

Если велосипед нести на себе, то присутствуют следующие силы сопротивления:
1) Сила трения покоя между подошвой человека и асфальтом (благодаря ей мы можем тащить себя и катить велосипед в гору, энергии не тратим)
2) Сила трения скольжения в суставах человека (несколько больше чем в первом варианте т.к. вес увеличивается, но т.к. суставы хорошо смазаны и артритом не страдаем разница небольшая и я ей пренебрегаю. Мешает идти, для ее преодоления затрачиваются силы)
3) Сила трения качения велосипеда отсутствует.

Благодаря тому, что силы трения качения во втором варианте нет, то итоговая сила сопротивления несущего велосипед меньше и энергии он затратит меньше.

Для наглядности можно представить что колеса велосипедов спущены.
Или еще одна аналогия: кто затратит меньше бензина: грузовой автомобиль, который в своем закрытом кузове везет прицеп со 100 кг картошки или тот, что этот прицеп, с той же картошкой везет за собой.

И еще одна аналогия, кто потратит меньше топлива, корабль который везет якорь на себе или тот, который сбросит его на дно )

Прицепите динамометр как в опытах по физике за 7 класс. Скорей всего толкать будет легче , чем нести.

(42) Количественно не зависит. Держать велик в сантиметре от земли и в 3 метрах от земли одинаково напряжно.

(36) Тогда встань на ровную поверхность и постой пару часов. А потом положи на плечи груз килограмм так в 50 и попробуй еще пару часов простоять. В каком случае будет легче? То-то. Надо учитывать, что в случае переноски велика задействуются мышцы спины, на работу которых также тратится энергия.

(43) Серьёзно? А на компенсацию веса на горбу у тебя никакой энергии не требуется?

(42) еще раз повторю, не зависит

В данном случае 15ти килограмовый велосипед легче катить. Даже если есть 15ти килограмовый рюкзак, то все равно его катить было бы легче. Посмотрите на сумки которые катают в аэропортах.

(0) физика в своих опытах/задачах не рассматривает человека в качестве объекта/тела наблюдения/опыта. решение бессмысленно и не учтёт всех факторов.

(47), нести не далеко, вес нагружает кости. По сути то да, на компенсацию мышцами дополнительного веса затратится энергия, но я предполагаю, что велосипед нести удобно. Как кто то тут сказал - "превратить его в рюкзак".

(43)
>>кто затратит меньше бензина: грузовой автомобиль, который в своем закрытом кузове везет прицеп со 100 кг картошки или тот, что этот прицеп, с той же картошкой везет за собой.

Кстати ответ не очевиден как и в (0). Если прицеп погрузить в кузов, увеличится нагрузка на рессоры, увеличится трение в подшипниках и т.п. А еще увеличится нагрузка на дорожное полотно.

(43): Очевидно, что затратит больше тот, кто везёт картошку в кузове.
Так как у него центр масс выше.

Более того, представь себе 2 одинаковых грузовика, везущих 2 одинаковых контейнера в кузове.

Только у одного из них контейнер лежит так:
____________
I           I
I           I
_____________,


А у другого - вот так:
_____
I   I
I   I
I   I
I   I
I   I
_____


Андестенд?

С точки зрения энергии, чтобы затащить нужно Eп=mgh, и полезной работы примерно столько же. А вот сколько бесполезной работы и с применением какой силы понадобится, от этого и зависят "псевдоощущения" тяжести.

(43) В общем как обычно в физике - работа если велик тащить на себе будет совершена та же, а энергии на горбу затратишь больше, ибо (47).

(50)Физика аккуратно учитывает все.

(51) Как ты думаешь, ракета, которая зависла над землей на одном месте энергии не тратит? Вот и человек на поддержание рюкзака/велосипеда тратит почти столько же, так как он конструкция не жесткая.

(53) У тебя альтернативная физика.

(51) Вообще-то изначально задача была про конкретный пример. Но если предполагать, что нести удобно, то можно предположить, что и катить удобно. И тогда задача сводится к сравнению энергии на преодоление трения качения и энергии на компенсацию 15 кг веса. Если колёса у велика крутятся нормально, это силы разного порядка будут. Единственное, речь про подъём в уклон, то есть часть веса велика-таки придётся компенсировать, даже катя его. Но чтобы трение качения сыграло, уклон должен быть почти отвесным.

(53) Второй затратит больше энергии разве что из-за большего сопротивления воздуха.

(53) При движении грузовика по горизонтальной дороге проекция будет 0.
Более того, длина проекции вектора на линию не зависит от точки начала вектора вообще никак.

А ещё можно пятьдесят раз прокатить велик вокруг горы или три раза оббежать неся его на горбу, ужас сколько рабты потребуется.

(55) что-то не припомню по каким формулам в физике расписать химические процессы у человека, когда он кактит вел и когда несёт на себе. напомни, а?

(55) , человек, стоящий на земле и опирающийся ногами на нее - в разы более жесткая конструкция, чем ракета, "опирающаяся" на свою реактивную струю.

(60) А нахера тебе такой уровень абстракции? Если хочется задрочиться, разбей процесс на 10500 более простых, вплоть до сокращения каждой мышцы. Физика не запрещает.

(58): "При движении грузовика по горизонтальной дороге проекция будет 0. "
- А по наклонной дороге - проекции будут разными.

Я никогда не стоял, если можно было сидеть
И никогда не сидел, если можно было лежать
Своим долголетием я обязан спорту. Я им никогда не занимался
(с) Уинстон Черчилль

(61) Тем не менее для поддержания вертикального положения он всё равно тратит энергию. В отличие, скажем, от медной копии человеческой фигуры.

(63) Одинаковыми по величине. А "начало вектора" - один фиг умозрительная абстракция.

(60) А тебе не нужна химия. Тебе физика нужна. КПД человека по переводу хим энергии через мышцы в механическую постоянен.
Тебе остается только либо (совсем упрощенно) представить человека как двигатель вектор силы (в одном случае приложенный к рулю велосипеда, а в другом - к велосипеду в опу плюс вертикально вверх и проинтегрировать мощность по времени.
Либо можешь заморочиться тем, что человек это система костей и пружинок и подсчитать энергию затраченную пружинами на поддержание равновесия. Боюсь это не сильно будет отличаться от просто вертикальной силы. В любом случае, химия не важна.

(56) да! Катить вообще не напрягаюсь, 2-мя пальцами. И рама кстати тоже располагает к удобному перемещению вела на плече.

Но вопрос всё равно открыт. Кто меньше энергии потратит?

(68) Ответ был дан в (2). Катить легче, если склон не совсем отвесный и колёса нормально крутятся.

(68) На что потратит? На совершение полезной работы в поле силы тяжести? Тогда одинаково. На бесполезную в виде увеличенного пути? Или важно выполнить с минимальным усилием, тогда платить будете перемещением, Архимед не глупый мужик был.

(43) причем тут велик давай аналогию, тебе шар весом 250 кг легче катить по прямой или нести на себе, допустим 1 км?

(69) Ну дело в том, что друг не принимает ответы типа "мне так кажется" или "я так думаю". Надо как-то более четко описать.

(68) сферический идеальный человек потратит меньше энергии если понесет велосипед, разница энергий известна, роляет только кпд, если несет чак норрис - кдп повышается, т.к. убираем влияние трения велосипеда. если человек не идеальный можно подобрать массу велосипеда под любой ответ

(0) усилия, необходимые, чтобы переместить волосапед от подножия до вершины, одинаковые в обоих случаях и определяются массой велоса, углом наклона и силой тяжести. Однако, если переть на горбу, то к ним добавляется еще отдельная работа мышц по удержанию агрегата на весу и поддержанию равновесия.

(72) А ты разложи работу на полезную, против силы тяжести, и бесполезную, против сил трения. Плюс ограничение на силу, которую можешь приложить, и сразу все станет ясно.

(43) Неверные у тебя расчеты. В случае качения, тебе нужно преодолевать sin(УголНаклона)*МассаВелосипеда+СопротивлениеКачению, в другом случае полный вес велосипеда.

Выгоднее будет нести только тогда, когда угол наклона достигнет такой величины, что частичная компенсация силы тяжести колесами велосипеда будет меньше силы трения качения, но чтобы реально этого достичь надо спускать колёса и тому подобные вещи делать.

(73) Что такое "сферический идеальный человек"? Стальная подставка под велик?

Мда...
Вопрос в (0) про энергию. Ау! Люди! Какие силы?

прочитал ветку. теоретики, блин. представьте себе две ситуации:
1. Просто стоим рядом с стоящим на земле велосипедом, придерживаем рукой, чтобы он не упал
2. Держим велосипед руками на весу

В которой из двух ситуаций вы больше устанете?

(0) Кроме разницы в силах трений:

когда человек идет, его центр масс делает движения зигзагообразно: вверх-вниз, т.е. помимо линейного "нужного" движения есть еще не нужные (лишние) движения. У катящегося предмета этих движений нет!  Поэтому ВСЕГДА легче катить предмет, чем нести его...

(0) Итак:
1. Масса велосипеда не меняется - (несешь ты его или катишь или стреляешь им из велосипедного ружья);
2. Расстояние на которое перемещается масса тоже не меняется;

Вывод, работа совершится одинаковая;

А усталость это понятие СУБЪЕКТИВНОЕ, это как спорить кто сильнее устанет толстый или худой, и связано с энергетическими затратами конкретного организма. Ну например, если хилый но выносливый то ему хорошо бы его катить ну и т.д.

(80) Если бы такого движения не было, ничего бы не поменялось. Да и если на то пошло, если это движения ходьбы, они совершаются независимо от того, где велик.

(73) Если верить http://28.nm.ru/205.htm то расход энергии на лежание (считаем что человек при этом не напрягается, то есть это чистый внутренний расход энергии) 1,1 ккал, ходьба - 2,86 ккал, дельта - 1,76 ккал это то, что ты будешь тратить на кило веса велосипеда. Примерно 2 ватта на кило.

(81) Не тупи, работа с потраченной энергией связана только одним способом - нельзя потратить меньше, чем работа. А теперь возьми мешок цемента, обеги вокруг здания десять раз и положи его на место. Теперь покажи, как ты бодр и весел, работу то ты нулевую совершил.

(81) Конечно, если ты камня просто касаешься, и если ты его в руках держишь, то ситуация, в которой ты устанешь быстрее, неоднозначна и субъективна, зависит от накаченности и прочей фигни, ага.

(81) "Расстояние на которое перемещается масса тоже не меняется; "

Меняется путь:
Катящийся велосипед движется по прямой траектории.
Идущий человек (и несущий на себе велосипед) идет (центр масс) по зигзагообразной траектории...

(81) Механическая работа тут вообще ни при чём. Энергия тратится человеком, даже если он просто стоит не шевелясь. Если он стоит со штангой - тем более, при этом механической работы - ноль.

(82) "Да и если на то пошло, если это движения ходьбы, они совершаются независимо от того, где велик."

Да, но одно дело зигзагообразно двигается только центр массы человека, другое дело центр массы: "человек + велосипед" ;)

(87) Пля, а если человек стоит, он по твоей теории никогда не устанет?

(88) Человек не просто стоит, он держит равновесие: центр массы сместился немного - усилием мышц ПЕРЕМЕЩАЕМ его в равновесие: есть движение, есть и работа ;)

(86) Хорошо, человеком. Но человек не велосипед. Жирный увалень и гимнастка потратят одинаковое количество энергии? Думаю что нет, так о чем тогда спор? Опять же все сведется на конкретные физиологические аспекты конкретного "несуна велосипеда", вплоть до состава мышечных волокон и количества митохондрий в них же, интенсивности обмена веществ и т.д.
Задачу можно решить чисто на механику, а вы уже на кибернетику замахиваетесь))

(90) Разница если и будет, то несущественная. Ибо вес одинаковый. К тому же в дебри "жирности увальня" забрался как раз ты, это избыточный уровень точности абстракции.

(88) А вообще усталость - понятие сильно субъективное. Можно реально "ничего не делать" и жутко устать :)  А другой человек наоборот отдохнет, если будет точно так же "ничего не делать" ;)

А разве во втором случае масса не больше?
Когда катишь, разве с массой "ничего не происходит"? Я про то что есть подшипники и прочие механизмы, разве они не облегчают передвижение объекта в плане затрат энергии?

Я вот думаю так же, что проще (по затратам энергии т.е.) перевезти 100 кг. мешок цемента на тележке, чем на горбу, насколько удобно бы мне не было его нести.

(92) Это психологическая усталость от скуки, Это совсем другое

совсем уж абстрактный пример. Нужно по горизонтальной поверхности переместить 4 мешкас песком весом 15 кг каждый. Как больше устанешь, таскать по одному, по два или все разом?

(89) Это всё мелочи. Представь, что ты держишь на весу гантелю, никакого равновесия держать не надо или им можно пренебречь. Движения нет, а усталость накапливается.

(96) Можно и без гантели, просто вытяни вперёд руку.

(93) С массой ничего не происходит. А вот с весом велика происходят реальные перемены. Точнее, с той частью веса, которая будет приходиться на катящего/несущего.

(0) Ну просто пипец теоретики.Предлагаю пройти 1 км с велосипедом на горбу и проехать на нем же такой же километр. С точки зрения физики во втором случае совершается бОльшая полная работа))Имеется ввиду трение качения, бесполезно за траченная работа.Но, теоретики - проведите на себе этот опыт)))

(79): +100500!!!!!

Что тяжелее - стоять на склоне 45° или лежать на нём же?

Из условия задачи - длина подъёма 300 метров, высота - 50 метров, можно вычислить, что синус равен 0.16, т.е. угол подъёма составляет около 10 градусов.
Это значит, что сила, с которой велосипед будет пытаться катиться назад, составит всего 2.5 кг. Если колёса накачаны ив сё хорошо с великом, то коэффициент силы трения качения составит около 0,01, т.е. в состоянии покоя нам нужно будет компенсировать 2.5 кг - 2.5*0,01 = 2.5-0,025 = 2,475 кг.
Если пытаться катить его вперёд с некоторой скоростью, то нам просто нужно прикладывать больше, чем 2,525 кг силы.

Если же тащить его на себе, то мышцы человека должны в каждый момент компенсировать все 15 кг веса.

Какие тут еще могут быть вопросы?

(100) бруску на наклонной плоскости одинаково тяжело))).

(79) Это чисто нюанс неудобной позы, биология. Собери конструкцию, где поза будет одинакова - ну хотя бы элементарный блок и велик на верёвке. Держать велик в сантиметре от земли и в трёх метрах от земли будет одинаково.

(100) Лежать вообще менее энергозатратно, чем стоять, левый пример.

(102): Нет, не одинаково!
Вертикальный брусок - должен напрягать все свои мышцы, борясь с опрокидыванием!

(98) ага, т.е. часть веса забирает на себя опора-земля, а человек катит уже не весь велосипед и ему от того легчает.

На соревнованиях по велокроссу, как правило в гору тащат велосипед на горбу. Хотя есть и те кто катит. Прадва там вопрос не в том кто сильнее устанет, а как быстрее.

интересно, а зачем тогда вообще придумали всякие тележки,  сумки на колесах и т.д., если нести на весу всегда легче? чтобы усложнить себе жизнь?

(105) А то))).В общем, в рамках школьной физики приятель (0) совершенно прав)).Однако есть и не школьная биомеханика.За сим прощаюсь.

(106) (93)  т.е. я правильно думаю? Человек катит не 15 кг?

(109) В рамках школьной физики можно ознакомиться с постом (101)

(111) В твоём примере человек катит 2,525 кг + что-то

(110) это был стёб

(63) как вам объяснить-то, что проекции будут равны.. проекция зависит от величины силы тяжести (которая зависит от массы), и угла наклона

хоть как контейнер поставьте в кузове, проекция силы тяжести будет о-д-и-н-а-к-о-в-а по величине

(114): Одинаковая, одинаковая.
Но в случае сабжа - немаловажно ещё и то, проецируется ли проекция в площадь опоры.
Иначе - борьба с опрокидыванием.

друг неправ, он хотел блеснуть знаниями физики но слегка облажался.
если бы он заявил "если ты понесешь велосипед то совершишь меньшую работу" - это была бы 100% истина.
но поскольку он использовал "затраченную энергию" - то ошибся.

(116) Как ты вычислил, что неся велик на себе совершаешь меньше работы?

117 потому что работа по поднятию велосипеда на гору не зависит ни от чего, кроме как разницы высот. но когда катишь ты совершаешь доп работу преодолевая трение качения. затаскивая на себе эта сила трения исключена.
хотя с точки зрения биологии и затраченной энергии человеком конечно тащить на себе не лучший вариант.

(79) этот подход называется анализ предельных случаев :)

С точки зрения физика силы не столь важны и тут векторы сил не в тему. Затратит меньше тот кто катит. Только в силу того что человек когда идет кроме работы связаной не посредственного с подъемом на на высоту 300 метров при каждом шаге еще совершает доп работу по подьему и опусканию своего тела. так он при каждом шаге поднимает и опускает на 10-15 см в зависимости от типа шага 85 кг. а так будет 100. А все вектора сил в принципе взаимокомпенсируються.

(115) Сам-то понял, что сказал, какая проекция на площадь опоры? Недавно у тебя была плоскость подъёма.

И как возможность опрокидывания вообще связана с сабжем? Уже не знаешь, что ещё выдумать.

(116) В случае с ходьбой работа не только по перемещению по направлению идёт, но и перемещение центра масс тела в пространстве при поднятии ног, её тоже надо плюсовать. А она тем больше, чем масса тела. Т.е. с велосипедом на горбу. Ну и я не стал бы предполагать, что это гарантированно меньше произведения силы, с которой надо толкнуть велосипед, на коэффициент качения между резиной и асфальтом.

(120) Да забудьте вы про механическую работу, не только на неё энергия тратится. Тупо на поддержку человека в вертикальном состоянии уже тратится энергия. Ибо напряжение мышц, позволяющее такое положение - это энергозатратное состояние. Даже без всяких движений. А если сверху 15 кг железа положить, усилий и энергии нужно будет ещё больше.

(123) Не факт. смотря как закрепить велосипед в такой трактовке при определенном его креплении к телу он может служить металогическим каркасом позволяющим снять напряжения с некоторых мышц

(124) Будем реалистами - это велосипед. :) К тому же снятие напряжения с некоторых мышц - копейки на фоне общего увеличения веса.

(124) "Легким движением руки велосипед превращается... в экзоскелет!", да? %)

(126) В принципе, если стоять без движения, можно сделать экзоскелет, снижающий энергозатратность стояния. Но вот при движении он, наоборот, будет конкретно мешать ещё дополнительно к своему весу.

(103) ты сделал мой день

Даже рассматривая коней в вакууме, почему-то никто не подумал, про работу, совершаемую при процедуре "поднять вел на плечо". Подозреваю, что в большинстве случаев эта работа превысит потери на трение.


а так то легче заехать, чем пешкодралить

(128) Дык а что не так? Или у тебя тоже вес от высоты центра масс зависит?

(129) На фоне того, как за@ппёшься тащить вел на гору, заброс вела на спину - пустяк.

129 поскольку в финишной точке ты с плеча вел опустишь итоговая работа та же самая. более того если ты будешь всю дорогу качать велом бицепсы - работа все равно та же самая.
уж вот такая она характеристика работа - и ничего с этим не поделаешь.

(0) Векторами силы отрисуй. Во втором варианте сила реакции опоры на велосипед проходит через ноги, на движение которыми потребуется больше силы.

http://s004.radikal.ru/i206/1407/ea/822c557cef17.jpg

как то так

(131) а если это перевал, и ты потом с него спустишься, то в финале окажется, что энергия вообще не потрачена!

одно непонятно, чего это вечером с ног падаешь?
может быть, энергия и работа - это всё же разные вещи?

(135) разумеется разные. я именно работу рассматриваю, поскольку только этот случай может быть интересен. про энергию все вроде и так очевидно и понятно - сделай пару десятков приседаний со штангой с хорошим весом )) работа ноль а энергии потрачено ого-го)

http://www.fxyz.ru/формулы_по_физике/механика/динамика/работа_энергия_мощность/работа/работа_против_сил_трения/
там и калькулятор есть получается что тот кто несет затратит  223 килоДжоуль тот, что катит 213 килоДжоуль

(137) калькулятор для данной задачи не подойдет, т.к. он расчитывает работу при скатывании с горы объекта.

(138) я тебе говорю, тут расчетов гораздо больше чем кажется!

Я вообще думаю, что тут ещё будет фигурировать формула связанная с энергией импульса, т.к. считаю, что ты по большому счету мы толкаем велосипед в гору, а не везем. Мы делаем шаг, как бы толкая своё тело вперед, и этот импульс передаем велосипеду, за счет чего он и едет в гору, а руками мы его придерживаем сохраняя его равновесие (чтобы он не упал).

Разве нет?

Мне кажется, что проще пойти физическим путем - т.е. поставить ряд экспериментов. 20 раз забежать в гору катя велик рукой. На следующий день - 20 раз забежать с великом на спине (темп держать нужно примерно тако йже). Так, чередуя способы, ну в течении хотябы двух недель, получить результаты - опираясь на данные мышечной усталости, данные пульсомера и количество сожженых калорий. Хорошобы еще сделать некоторую контрольную группу участников - ну человек 10 хотябы. Это позволит увидеть картину в более общем случае.

Заодно и подкачаешься, чтоб на велике спокойно въезжать =)

http://risovach.ru/upload/2014/02/mem/dzheki-chan_42021890_big_.jpg

(140) После двух недель тренировок, полагаю пульс будет не очень объективным показателем.

(143) после двух недель зато станет окончательно понятно, что тренерующийся долболюб

(143) нормальный показатель - основной. А, еще следить за лактозой нужно.

(144) да нее, это нормальная тема. С утрогана встал и погнал катать. Окружающие только завидовать будут спортивной форме и функционалке.

(21) Собственно, да. Если катишь, то силу тяжести компенсирует  сила упругости дороги.
А если несёшь, то сам. Правда в этому случае не приходится преодолевать силу трения качения. Но она мала.

Катить легче.

прикрепил голосовалку, истину надо таки установить!

инфа 146%

(148) С каких пор истина в таких задачах устанавливается голосованием?

Смотря как закатывать и как нести. От технической реализации зависит. Поэтому пусть будет одинаково.

(150) С распространением православной науки.

Вы как хотите, но я буду катить.

(152) Это где божественная сила равна произведению божественной массы на божественное ускорение?

Если убрать затраты сил на удержание, то нести будет выгоднее. Ибо тут никакого сопротивления, а там все-таки есть

нет потерь на трение.

+(156) не только на трение, кстати. когда катишь, еще и прижимаешь к поверхности

(0)
Конечно тащить тяжелее.
Когда катишь, вес велосипеда компенсирует сила реакции опоры, а когда тащишь - ты сам.

(155) Ну то есть если велосипед как бы в воздухе зависнет, а ты его только подталкиваешь в направлении движения? А чё нормально, где такие зависаторы продаются, китайские аналоги есть?

(156) А мотоцикл весом 50 кг тоже проще будет дотащить на себе в горку на 1 градус?

Если катить - то затраты энергии только на подьем велосипеда в гору.
Если тащить - К затратам на подьем, прибавляются затраты на удержание веса велосипеда.

(161) а почему тогда ответ 2?

(162)Ой блин попутал.

Хотя с другой стороны, если на ситуацию взглянуть шире:
Сама по себе доставка велосипеда массой N на высоту X будет одинакова по затратам.

В первом случае к этой энергии надо прибавить еще энергию затраченную на преодоление сил трения.
А во втором случае надо добавить энергию на удержание велика на весу.

Собственно насколько я представляю вес велосипеда и силы трения, то конечно же силы трения копеечные по сравнению с весом.

Однако если взять суперлегкий велосипед, который будет весить грамм 50, и предположить что у него подклинивает подшипник в колесе, и оно крутится с трудом, то тогда вполне возможна ситуация, что вес окажется меньше чем сила трения, и тащить велик на себе будет легче.

(164) Ога-ога, ещё если уклон взять градусов в 87... :)

(164) Я привёл пример расчетов в (101).
Вес велика в условии задан - это 15 кг, а не 50 грамм.
Про подклинивающий подшипник ничего не сказано, сказано что катим по асфальту, значит используем сопротивление трения качения надутой шины с асфальтом.
В одном случае мы применяем силу в 2.5 кг, в другом - 15 кг.
Мне интуитивно кажется, что 2.5 кг толкнуть легче, чем 15.

(166)Ну я о чем и говорю что на практике в гору катить легче.
Однако если взять идеальный сферический велосипед в вакууме то все может повернуться наоборот.

(167) Как только сила реакции опоры, т.е. m*Cos(Уголподъёма) становится < m*cos(УголПодъёма)*k+m*sin(УголПодъёма) (это сумма силы, с которой велосипед будет катиться назад и силы трения), нам становится проще его нести на себе. То есть при угле в 45 градусов в той же самой задаче реакция опоры будет 7.5 кг, назад велосипед будет катиться тоже с силой 7.5 кг + нам еще нужно какое-то трение качения минимальное компенсировать. И в этом случае уже нужно будет нести в гору.
Очевидно, что всё зависит от угла и размера силы трения.

(160) (161) получается так)

на самом деле надо нарисовать модель с векторами сил, и все посчитать

(169) Ну ты же ничего не рисуешь и не считаешь, ты просто обнаруживаешь силу трения качения и делаешь вывод. У меня есть болид весом 1500 кг. Применяя твою альтернативную физику, мне должно быть легче его перенести на 1 метр, подняв, чем толкнуть вперёд, превознемогая силу трения качения.
Однако нихрена так не получается - я пробовал.

(170)Ну так речь то идет не про болид весом 1500кг, а про велик.
А велик с рамой из пластика может быть достаточно легким.
Поэтому тут надо четко знать что за велик там чтобы сделать вывод.

(171) Я не слышал, чтобы на тела с массой 1500 кг и 50 грамм действовали разные физические законы.

(172)Законы вообще на тела не действуют.
Действуют силы.
И да на разные тела в разных ситуациях вполне вероятно действуют разные силы.

Тащить вообще обычно легче чем нести.

меньше всех сил затрачу я, т.к. езжу на машине, а не на велосипеде.

(175) По парку на прогулку.
Мне жаль тебя.

(173) Силы ты рисуешь на основании открытых законов. НАпример, F = ma. И как ты массу не крути, рассчитываться всё будет именно так - в условиях применения законов Ньютона, разумеется.
Нарисуй график зависимости применяемой силы для закатывания велосипеда в гору от массы велосипеда - это будет линейный график с крутизной, зависящей от косинуса угла и коэффициента трения.

Закон сохранения энергии.

(178) С каких пор человечек, тащащий велик, вдруг стал изолированной системой?

(179) Это такой философский подход - какая разница, как тащить велик, и надо ли тащить ли его вообще, если количество энергии во вселенной это не изменит? Мы все умрём, все наши дела погибнут, планета обречена - что толку с велика и горы???!!

(179) В задаче не сказано какая система.
Возможно что он идет летом, в жару, жует сало с сахаром и т.д. Тогда возможна ситуация что не потратит энергию, а только получит.
Так вот. Исходя из того что условия не уточнены, уточняю их сам.
И высота на которую поднимается велосипед с велосипедистом в обоих случаях одна. На одной высоте, потенциальная энергия будет одна. Значит не важно как поднимать, что б получить этот уровень потенциальной энергии, нужно затратить такой же уровень кинетической (считаем что внутренняя стабильна).

(181) Если тащить велик на себе, нужно затрачивать дополнительную энергию (и совершать дополнительную работу) на преодоление дополнительных сил (гравитации, сопротивления воздуха и других) на время подъема и удержания велика на высоте своего роста (или его части).

На вершине горы велик перемещается с уровня спины/плеч вниз на уровень дороги, и ранее затраченная энергия на подъем его на более высокую точку, полезного выхода не имеет (не считая силы удара о поверхность дороги и деформации дорожной одежды).

Эй, вы что... Нести тяжелее потому, что при каждом шаге ты поднимаешься выше, чем надо... То есть когда идешь пешком, ты каждый шаг на лишние 2-3 см преодолеваешь силу тяжести, что бы потом опуститься на эти 2-3 см...
Поясню. Когда катишь велосипед в горку, проехал например 0,5 метра и поднялся на 3 см. А когда идешь - поднялся на 5 см  опустился на 2.

И да, ответ- меньше тратит тот, кто катит.

Кто несет- тратит часть энергии бесполезно- энергия уходит на деформацию дороги при опускании велика и на преодоление гравитации и сопротивления воздуха при удержании велика при переноске.

(181) Да ты дальше иди в рассуждениях - толкать велик с заклинившим тормозом и со свободно катящимся колесом одинаково сложно - главное высота и потенциальная энергия.

(185) Мал того, я могу это на формулах доказать :)
Энергия будет затрачена одинаковая.
Вплоть до тех пор, пока не будут уточнены условия задачи и числовые показатели всех участников системы. ;-)

(186) Иначе говоря, решать реальные задачи ты не способен, вопросов нет.

(0) Еще раз повторю (99) в рамках школьной физики приятель прав))
Однако есть еще биомеханика человека.
Вот при мерный расчет энергозатраты на 1 км:
0,84 ккал пешком 1000 м с 6 км/ч
0,42 ккал велосипедом 1000 м 30 км/ч
Ежу понятно, что школьная физика показывает затрат на велосипеде больше( потери на трение).Это даже без учета велосипеда на горбу))
http://www.goody-beauty.ru/Default.aspx?tabid=74&articleType=ArticleView&articleId=128

(188) В твоей школе либо плохо преподавали физику, либо ты плохо её учил.

(189) По существу (188) вам сказать нечего , я вижу)).

(190) Так там не существа, нечего и говорить. Фраза "В рамках школьной физики приятель прав" - это не по существу сказать.

(168) При любом угле наклона , кроме 90градусов , будет совершаться бес полезная работа по преодоления силы трения.Это школьная физика.Поэтому в рамках школьного подхода, энергия будет затрачиваться всегда большая))).Что это на самом деле не так, и нужно рассматривать биомеханику движения человеческого тела, я говорю с п(99).Любой взрослый человек знает, что катить легче)).

(191) Существо там есть - энергозатраты на перемещения человека( велосипедом!) на 1 км вдвое меньше чем человека без велосипеда.
Вот такие велосипеды с тобой обсуждаем)).

(193) Конечно будет, кто же спорит.
Точно так же будет и сила реакции опоры поверхности об колеса велосипеда, рассчитываемая по синусу угла,да.
И эта сила, которую не придется преодолевать человеку при каждом шаге, в отличие от случая с велосипедом на горбу.
Причем тут биомеханика, нужно просто уметь ходить.

(194) Очевидно, что катить менее эффективно тогда, когда сила реакции опоры + сила трения меньше силы, с которой он на спину давит.

(195) опечатка - катить более эффективно

(195) Чего?С какого ты эти силы складываешь?Они перпендикулярны, никак)))Теоретик ....

(197) Человеку, чтобы шагнуть, представь себе, нужно преодолевать свой вес. Хотя сила тяжести, представь себе, направлена перпендикулярно направлению движения.

(198) откройте для себя биомеханику.Вопрос не в плоскости школьной физики.

200

(200)

(198) Ага.А Луна постоянно падает на Землю.Может закончим постить банальные вещи?

Что проще: катить 200 кг штангу в гору или нести её на себе? Я думаю ответ очевиден : проще нанять пригаду грузчиков чтобы они дотащили её за тебя

Вангую такую ситуацию: усилия будут равнозначны(в теории) только до тех пор, пока угол подъема будет меньше 90 градусов.
Если чел начнет катить под углом 90 градусов, то нагрузка в силу земного притяжения будет такой же как и если бы он тащил велик. На тушку человека будут приходится все 15 кг желеного веса. НО тащить ему будет тяжелее, по скольку чтобы катить велик под углом 90 испытуемый должен идти по стенке:D Если у первого опора будет на ноги - самую сильную мышцу, то у второго вообще не пойми, на чем он будет стоять. Если только ботинки будут не на лепучках, тогда вся нагрузка жахнет на поясницу и он тупо сломается :D

(14) С точки зрения твоего друга, когда мы идем, трения скольжения скольжения нет. То есть идя по ровной поверхности с любым грузом человек совершает НУЛЕВУЮ работу.Вечный двигатель, ху..ле)))

(199) Замени в задаче человека на человекоподобного шагающего робота на сервоприводах и соленоидах, чтобы не прикрываться биомеханикой.

(206) Наоборот.Модельная задача должна быть такой: брусок на наклонной плоскости и связанная с ним тележка.Вот при условии нулевого коэффициента  трения скольжения и не нулевого коэффициента трения качения получаем результат приятеля(0).

подобную задачу может решить любой мужик с мозгами и бутылкой водки. Без научного обоснования.  При Петре первом российский флот не поднимали и переносили на плечах, а подкладывали бревна и катили, нармальный человек знает что проще под Шкаф положить кусок линолеума и катить , а  не кантовать. Примеров можно привести миллион. А доказывать очевидные гипотезы и превращать это в теоремы. Дело математиков и т.п. обычному человеку достаточно просто знания

(207) Я не знаю как надо мыслить, чтобы представлять себе ходьбу человека как скольжение бруска и всерьёз делать после такой аппроксимации какие-то выводы.

(209) ТС вместе с приятелем думаете другие аппроксимации используют?)))

(209) а вершина вашей аппроксимации:
>Если же тащить его на себе, то мышцы человека должны в каждый момент компенсировать все 15 кг веса(101).Да?

В общем тут школьная элементарщина на знание законов сохранения пытается решать задачу биомеханики ))).Хватит тупить то.Мужики с бутылкой водки и то знают: круглое катить)).

(211) Это ближе к реальности - для совершения движения принятого у людей способом нужно преодолевать свой вес и на это тратятся силы. И тем больше сил, чем больше веса.
Но это, безусловно, страшные тайны биомеханики, поэтому будем придерживаться бруска!!

(212) не-не. А вдруг у велосипеда колёса квадратные?

(212) Используй простейшего шагающего робота, у которого есть аккумулятор и две ноги, приводимые в действие сервоприводами.

Как по-твоему, раньше аккумулятор сядет у такого робота если он будет ногами туда-сюда, перенося свой вес, или если он выдвинет из мошонки колесо и начнет крутить его?

(213) Все это хорошо, но ТС хочет выкладок в школьной тетрадке.
"Компенсировать вес" к доказательству не приложить)).
А все  прочее сводится к брускам и тележкам в данной ветке))
(214) Тогда кантовать!

(215) Предствь себе, эту задачку успешно решили при проектировании Лунохода-1.Колесо выгоднее.Смотри также Curiosityна Марсе.

(216) Приложить вполне можно всё. Шаг состоит из двух этапов - выдвигаем ногу вперёд, потом подтягиваем всё тело вслед за ногой, опираясь на неё. При этом присутствует вертикальная составляющая прикладываемых сил, полностью зависимая от массы. Это можно посчитать на конкретных примерах рычагов-ног.

(217) Видать, зверски углубились в биомеханику, да?

*

а зачем тут биомеханика? Вы еще давайте скажите, что велосипед постоянно изменяет свою форму, а горака тоже постоянно изменяет свой уклон, коэффициент трения тоже разный на камнях и на земле-траве.

Что мешает свести задачу к школьной, записать проекции сил и выполнить расчет?

(221)А как ты сведешь ее к школьной?
Человек может потратить кучу энергии на другие вещи.
Приложение силы же не идеальное.
Например когда ты катишь велосипед рядом с собой, то вектор приложения силы скорее всего не будет равен вектору движения.

(216)Ну "компенсировать вес" это вполне понятная вещь.
Велосипед массой тридцать килограмм имеет вес 294нюьтона.
Вот собственно эта сила и воздействует на тебя, вектор приложения известен. Т.е для того чтобы просто удерживать велосипед нужно постоянно  выдавать такое усилие.

(222) Ну, в биомеханике тоже веть придется упрощать некоторые моменты, ибо всего не учесть. Но, для вполне годного ответа может вполне подойти и упрощение до задачи школьного типа. Ну хочется тебе больше параметров - ради бога учитывай и их, но обычно подобная погоня за точностью неочень продуктивна. Важно учесть лишь главные составляющие.
С другой стороны, ранее - я предлагал банально провести опыт )))
Что такое идеальное приложение силы? Вектор движения это траектория (если да, то траектория какой точки велика, и вдопустимо-ли рассматривать велик как просто колесо, которое тянут за ось)?

Так усталость не эквивалент потраченной энергии.

+(225) Но в принципе нести наверное тяжелее. Хотя от массы думаю зависит если велик легкий, то допускаю что нести будет легче чем катить. Тут масса условий вообщем то. Ровная ли дорога и т.д. Из приведенных условий нельзя сделать однозначного вывода.

(225) да, наверное, это не прямой эквивалент, но всёже в (0) речь скорее об усталости в следствии энергозатрат.

Хм, а кстати почему нельзя считать, что усталось есть эквивалент энергозатратам?

(227) усталось есть следствие энергозатрат веть. Т.е. сколько энергии затратили - столько и устали. Т.е. усталость есть мера энергозатратности.

(227) Элементарно, ботаник до конца марафона вообще не дотянет или кони двинет. А энергия нужна та же что спортсмену что ботанику. А если дотянет то два дня лежать будет.

+(229) Или еще четче пример. Боксер сдохнет на середине марафона, а марофонец добежит до конца. Разные группы мышц тренированны по разному, на разные нагрузки.

(228) усталость мышц - это количество молочной кислоты в них.

(229) нет, энергии требуется разное кол-во. На марафонах новички сильнее худеют, теряют больше воды и устают заметно больше - их техника менее эффективна. У него значительно чаще сердцебиение и дыхание. Даже банальное использование пульсомера для расчета сожженых калорий покажет, что ботаник сжег больше энергии для преодоления марафона чем спортсмен- марафонец. Марафонец, если не будет упираться, то несильно то и устанет (я знаю - сам бегаю марафоны иногда).

+(230) Есть еще спинтеры и стаеры. Энергия та же но спринтеру проще велик закинуть и вбежать по склону вертикально. А стаеру катить себе неспеша. Соотношения масс человека и велика, его тренированность.. определят что кому лучше. А физика тут не при делах.

(231) а тут разве нельзя построить соответствие вида: сжигаем больше энергии => больше молочки в мышцах => сильнее устаем ?

(232) Ну вот спасибо что напомнил... про внутреннюю энергию системы.

(233) физики всегда при делах )))

+(235) Энергия на подъем велика примерно одинакова. Хотя при качении она больше за счет потерь на трение.

(235) ну а какую еще энергию в этой задаче разумно рассматривать?

(236) Да это да просто условия не корректны - у задачи нет однозначного решения.

(237) что значит примерно одинакова? Кто тебе сказал? Расчет сделай сперва. Ты что правда считаешь, что если катить велик, то это сложнее чем его на себе нести?

(239) задача практическая, её легко решить на опыте. Попробуй велик на себе носить или катить его рукой. Даже можно ничего не считать. Ты быстро поймешь какое решение верное.

(238) Ну так в том то и дело... Про человека ничего не сказано... А по сути это самое важное.
(240) Сложнее? Это не физика и не биология)... У кого проблемы с координацией и мышечным корсетом - тем однозначно сложнее тащить на себе.
Короче об чем говорить все в конкретного человека упирается в массу велика и в расстояние...
(241) Нет. Уже сто раз объяснил почему.

(241) Что проще нести одежду на себе или волочь ее за собой?

Ладно мне в принципе все ясно - пора спать. Велик не втыкает.

(242) Считаешь, что  в (0) - у автора проблемы с координацией и мышечным корсетом? По моему очевидно, что рассматривается обыкновенный здоровый человек. Ты еще придумай, что типа человек на роликах будет )))

(243) зависит от силы трения между одеждой и поверхностью (по которой её волочишь). Пусть у нас такого трения почти нет, тогда волочить проще, ибо когда будешь идти в одежде, то сила трения между твоими ботинками и поверхностью будет больше.

Тема явно переходит в разряд пятничной)) Дотянем?Особенно радуют рассуждения в стиле приложения сил,проекции силы тяжести на линию подъема в зависимости от высоты центра тяжести, отсутствия работы при замкнутом пути,"компенсации веса",увеличения энергии  велосипедиста, если он ест сало или сахар)))Феерический праздник! Давайте еще!

(241)На опыте говоришь?
Современные велики делаются из довольно современных и очень легких материалов.
Поэтому не так уж сложно найти велик весом менее 10кг.
Энергии на перенос десяти килограмм я потрачу меньше, чем на качение велика таким весом.
Потому что в первом случае я буду просто идти, а во втором случае мне идти будет довольно неудобно, т.к велик под ногами мешаться будет, уже нормальный шаг не получится, в итоге на каждый шаг мне придется делать кучу лишних движений, т.е растрачивать энергию впустую.

(246)А в чем проблема? Все это нужно просчитывать чтобы посчитать расход энергии.
Человек офигенно сложный механизм, так что просто решить не получится.

(0) подниматься в гору легче, идя назад. проверено

(247) вел весит 15 килограмм. Это довольно тяжелый велик по современным меркам. Бежать и идти кача велик рукой за седло - ничего сложного и это особо не мешает.

(250)Откуда ты знаешь сколько весит велосипед из (0)?

Сила тяжести при переносе больше, чем сила трения качения, когда ты тащишь его в гору. (сила тяжести при этом распределяется на землю, а тебе лишь коэффициент трения качения достается)

Вообще задачка из школьного курса - надо только вектора силы построить и все станет сразу наглядно

(295)"Сила тяжести при переносе больше, чем сила трения качения,"  - вот это как раз спорный момент.
Почему ты решил что она больше?
Тут как раз надо знать вес велосипеда, и его характеристики, например сила трения во всех его узлах.
Не зная этого нельзя утверждать что сила тяжести больше, она может оказаться и меньше.

(251) Дык ты этот самый (0) прочитай.

(254) Ну у исправного велика их можно прикинуть приблизительно. А так да, можно параметры задачи сделать такими, что катить будет затратнее.

Силу трения в узлах не критичная, по опыту знаю, катался на велосипедах. Масса велосипеда не принципиальна, т.к. участвует в обоих формулах. Далее остается только построить векторы действующих сил и вычислить результатирующий вектор.

Вообще люди давно эту задачу уже решили, когда придумали колесо))).

facepalm.jpg

(0) Бойся своего друга за такие высказывания.

(257)При современных материалах снизить вес велосипеда до 1кг и менее вполне реально.
Сила трения существует между покрышкой и грунтом (зависит от типа покрышки и грунта), так же сила трения присутствует в подшипниках колес.

Так вот представь велосипед весом около 1кг сделанный из композитных материалов, ты катишь в гору по раскисшему глинистому грунту.
Что легче, где меньше сил уйдет? тащить его на спине, или пытаться катить по грунту?

В любом случае ты переносишь свой вес в гору, поэтому сколько ты весишь, не важно. Далее
Вес велосипеда - 15 кг * 9,8 М/с = 147Н
Сила трения качения = Коэффициент трения качения / радиус тела  * Прижимающую силу. Коэффициент  для резины-бетона что то типо 0,015 или 0,02м/0,4м * 147Н = 7,35Н

Но тут не совсем точно, это для прямого качения формула, для горки надо знать углы и рисовать векторы сил, но суть будет та же, т.к. в любом случае коэффициент трения кочения будет с увеличением градуса наклона стремиться к 1 но будет всегда меньше его.

(0)
Когда что-то несешь (или тупо держишь в руках), то постоянно совершаешь работу по подъему вверх тяжести.
Твоя ноша все время совершает небольшие колебательные движения и ты тратишь энергию, что бы поднять вверх. При колебании вниз ты эту энергию обратно не извлекаешь - она рассеивается.
Даже если ты несешь рюкзак, то при ходьбе ты стараешься свой центр тяжести удержать на одном уровне, но он все равно немного колеблется. На эти колебания уходит значительная часть энергии. Чем твой рюкзак тяжелее, тем затраты на компенсацию колебаний центра тяжести больше.

(261)Возьмем серийный велосипед Spin Light, массой 2,7кг.
И попробуем катить по раскисшей глине.
Твоя формула для расчета учитывает налипшую на колесо грязь?
А прилипание колеса к размокшему грунту?.
В твоей формуле даже нет ширины колеса. А от ширины колеса будет зависеть насколько колесо будет проваливаться в грунт.
Свойства грунта ты вообще не учитываешь.
А грунт может быть такой что колеса вообще из за грязи катится не будут.

(262) Да при чём тут колебания? Типа, если бы колебаний не было, не уставал бы?

Вопрос из разряда, почему у машины на неотбалансированных колесах расход на 2-3 литра бензина больше

(264) Если ты просто вытянешь руку вперед - то устаешь, потому что она немного колеблется. Когда она лежит на опоре - колебания минимальны

(266)Если ты вытянешь руку вперед то устанешь потому что под ней нет точки опоры. И для удержания ее в таком положении надо напрягать мышцы.
Если она будет лежать на опоре, руку можно расслабить, и не устанешь.

Насчет ходьбы - ну да колеблется.
Ну и что?
Тащишь ты рюкзак массой 10кг.
Начало шага(колебание вверх) - рюкзак весит около нуля.ъ
Конец шага(колебание вниз) - рюкзак весит в десять раз больше.
В итоге если все это суммировать - вес рюкзака одинаков.

(263) в условиях задачи четко указано, что нет там раскисшей грязи. Тем более, что считается, что если условия задачи не указаны дополнительно, то они стандартные. Так что для велосипеда сделанного из бумаги при ширине его колеса в 1,5км, где наиболее серьезным будет действие силы ветра.
Такие вещи понятны и даже не рассматриваются, рассматриваются обычные условия. Т.есть нет урагана, действие происходит в Солнечной системе, на планете Земля, велосипед такой себе среднестатистический, дороги ровные немецкого образца, солнечная радиация не превышает нормы, и пр.

З.ы Ширина колеса учитывается в коэффициенте.

(266) Пипец понимание вопроса. А за счёт чего, по-твоему, неколеблющаяся рука будет в воздухе держаться? Силой упругости футболки?

(267) Работу по подъему в верхнюю точку колебаний ты совершаешь, а обратно энгергию при падении в нижнюю точку ты не извлекаешь.
Иначе с такой логикой ты точно так же можешь подбрасывать что-то вверх и ловить, и говорить что никакой энергии не потратил

(269) Пипец у тебя в голове. С таким пониманием вопроса можешь спать стоя - ведь какая разница - ты же и так на опоре

(271) Забудь про опору. За счёт чего рука вообще в горизонтальном положении фиксируется? Без учёта микроколебаний, которые, как выяснилось в этой теме, мегамодная фишка православной науки, съедающая львиную долю энергии.

(272) Рука в горизонтальном положении не фиксируется никогда. Повесь на нее датчики и увидишь колебания

блин, вы все вел тащите? уже взяли бы попутку сто раз поймали по-бырому и на горе были...

(0)Интересно, сколько еще будут обсасывать эту тему?
Если рассматривать велосипед и человека как бруски металла, то энергия будет затрачена равная (смотрим закон сохранения энергии).
Если рассматривать человека как биологический объект, то затраты энергии будут зависеть от эффективности движений которые он будет делать.

(272) Там даже не микроколебания, а вполне себе видимые глазом колебания, соизмеримые пульсу, диханию и прочим циклам жизнедеятельности организма

(273) Пох на колебания, забудь про них пока, колебания двигают руку от горизонтальной оси на микрометры, это флуктуации. А само горизонтальное положение руки по-твоему за счёт чего осуществляется? Оно, по-твоему, никакой энергии не требует?

А где вариант, тот кто заедет на велосипеде в гору. Я за него проголосую...

(277) Никакой энергии не требуется. Ты путаешь силу, работу и энергию

если бы велик нести было легче, то не понятно зачем придумали колесо и телегу.

(279) чего вы спорите, когда вы держите руку/ногу, х** на весу и любое другое тело, вы прикладываете усилие обратное весу этого тела. Если это усилие уменьшиться, то тогда тело начнет перемещаться, т.есть потенциальная энергия начнет превращаться в кинетическую

(277) Вот эти флуктуации - это утечка энергии со временем. Чем больше времени пройдет, тем заметнее энергии потратится

Когда тело лежит на поверхности оно обладает потенциальной энергией, это кинетическая энергия уравновешенная силой упругости той поверхности на которой лежит тело.
Всем срочно в 7 класс))

(279)Т.е сила удерживающая руку возникает волшебным образом изниоткуда, и не требует никакой энергии?

(284) Да, с таким же успехом ты можешь повесить руку на веревку и сила натяжения веревки тоже возникнет ниоткуда, как и сила натяжения в твоих мышцах. Вися на крючке, энергия тратиться не будет. Затраты энергии - это, например, висящий грузик на веревке ничинает опускатся.

А вот твои мышцы все-таки начинают колебаться и у них уже заметные затраты энегрии в виде тепла

Сила натяжения веревки - это сила упругости, она не берется из неоткуда, она берется из связей атомов кристаллической решетки. Тело при это совершает работу, и отдает энергию, немного охлаждаясь.

(286) Нифигга не отдает, а накапливает в виде потенциальной энергии, как растянутая резинка

(287) Да, потенциальная энергия накапливается, но она не создает работы. Она же потенциальная)), тем более она условная.
При висении постоянно создается работа для противодействия силе тяжести, а любая работа это затраты энергии.

(285)Руку в вытянутом состоянии удерживает не веревка а мышца.
В расслабленном состоянии мышца растянута, и не может удержать руку.
Чтобы удержать руку нужна энергия, затрачивая энергию мышца сжимается и поднимает руку. Пока есть подача энергии мышца сжата и удерживает руку.
Прекратишь подавать энергию мышца расслабиться, растянется и рука повиснет вдоль тела.

(288) Если так рассматривать, то там постоянно идут колебания, работа и затраты и накопления энергии в обе стороны

(289) Кто сказал, что расслабленная мышца - это ее обычное состояние? Пробовал разжать руку у мертвого человека?

(291)Разницы между живым и не живым человеком не замечаешь?
У живого человека нормальноя состояние мышцы расслабленное.
А после смерти мышца лишается питания, и при охлаждении застывает в том положении в котором находилась.

(292) Возьми не нормального человека, а больного, с повышенным тонусом мышц (часто у младенцев). Или с расстройством нервно-двигательной системы. Их, бывает, так скрючивает.
Да даже у здорового человека для некоторых групп мышц нормальное состояние - сжатое. Иначе бы все ходили с отвисшими ртами, постоянно закрывающимеся глазами, итд.

(279) Я не путаю. Человек - не резиновая кукла, у которой ручки горизонтально висят сами, за счёт силы упругости резины. Человек любую нерасслабленную позу держит за счёт сокращения мышц. А сокращённая мышца - это постоянный динамический процесс, жрущий энергию. Близкой аналогией было бы, если бы руки горизонтально подвешивались на маленьких ракетах - ракета висит в воздухе, но постоянно жрёт топливо.

(293) То есть про тонус мышц ты никогда не слышал? С помощью местной анестезии, кстати, довольно легко добиться того, что челюсть будет болтаться открытой.

(291) Блин, и трупное окоченение для тебя открытие?