自転車に乗っている間、どのようなエネルギー変換が起こりますか?

この質問には2つの答えがあります:

  1. 筋エネルギーから運動エネルギーへ

  2. 筋肉エネルギーから機械エネルギーへ

この質問には、どちらの答えがより適切ですか?

コメント

  • 機械的エネルギーはあまり'固定されていません'の名前、実際には機械的エネルギーの1つのタイプは 運動エネルギーです。そのため、'私が'最初のものを選んだ理由です。

回答

まだ述べられていないもう1つのポイントは、検討しているシステムについて明確にする必要があるということです。サイクリストと自転車の手、足、臀部、およびサイクリストの残りの表面と周囲の空気との間のインターフェースを備えた、人だけを含むシステム?この場合、サイクリストの筋肉によって行われる作業の大部分は、自転車のドライブトレインで行われる機械的な作業として終了します。

または、上記のサイクリストとのインターフェースに加えて、車輪と道路の接触点を備えた自転車を見ていますか?

高速(たとえば、時速20マイル以上)では、サイクリストが行う作業の大部分は空力抵抗に加えて、ドライブトレインの摩擦と転がり摩擦に反対する作業の大部分であることに注意してください。熱エネルギーで。実際のところ、一定の速度で平坦な道路に乗ると、最終的にはサイクリストのすべての作業が 失われてしまいます。

いずれにせよ、バイクライダーシステムの運動エネルギーは、自転車が加速しているときにのみ生成されます。一定速度で走行している場合、自転車/サイクリストの動きによって乱された空気の運動エネルギーのみが生成されます。この運動エネルギーは、かなり短い順序で消費されます。

回答

機械的エネルギーは通常、運動エネルギーと潜在的エネルギーの合計を意味します。
したがって、自転車に乗るときは、筋肉(化学)エネルギーが主に機械的エネルギーに変換されることを期待します。残念ながら、摩擦は熱と音を生み出し、あなたが持っている機械的エネルギーの量を減らします。

答え

筋肉エネルギーはに変換されます機械的エネルギー。

自転車に乗る人は、脚の筋肉を使って力を加えて車輪を回転させます。

答え

筋肉のエネルギーは、潜在的なエネルギーの合計である機械的エネルギーに変化し、運動エネルギーは、その速度によって運動エネルギーに変化します。

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