Ihmisen teho
pekkaj...@email.com
Mitenköhän tällaiseen arvoon on päädytty? Voiko ihminen toimia
myös suuremmalla teholla? Mikä osuus tästä tehosta vapautuu
lämpönä? Tuntuu ainakin, että lähikontaktissa ihminen on melkoinen
lämpöpatteri.
-pj
Kim Fallström
> Ihmisen tehoksi mainitaan usein 100 W eli energiakulutus olisi 100 J/s.
> Mitenköhän tällaiseen arvoon on päädytty?
Mittaamalla. Lämmöntuottoa mitataan kalorimetrillä. Tuo sata
wattia tulee aineenvaihdunnasta levossa eli esimerkiksi
tietokoneen ääressä.
> Voiko ihminen toimia
> myös suuremmalla teholla? Mikä osuus tästä tehosta vapautuu
> lämpönä? Tuntuu ainakin, että lähikontaktissa ihminen on melkoinen
> lämpöpatteri.
Urheillessa tuotettu jatkuva mekaaninen teho voi olla 500 W
luokkaa ja hetkellinen huipputeho 1000 W. Tähän vielä päälle
aineenvaihdunnan hukkaama energia.
Tästä löytyy varmaan parempiakin linkkejä, mutta kello on
paljon ja väsyttää.
Kim
Joakim Majander
> Urheillessa tuotettu jatkuva mekaaninen teho voi olla 500 W
> luokkaa ja hetkellinen huipputeho 1000 W. Tähän vielä päälle
> aineenvaihdunnan hukkaama energia.
500 W on todella kova "jatkuva mekaaninen teho". Maailmasta tuskin
löytyy kuin muutama huippu-urheilija, jotka tuohon pystyvät esim.
tunnin keskiarvona.
Urheilijan hyötysuhde on tyypillisesti ~25% eli tuolla 500 W teholla
tulee lisäksi 1500 W lämpöä ja muuttuuhan se 500 W mekaaninenkin
osuus tavalla tai toisella lämmöksi.
Joakim
Osmo R
> Ihmisen tehoksi mainitaan usein 100 W eli energiakulutus olisi 100
> J/s. Mitenköhän tällaiseen arvoon on päädytty?
Ihmisen energiankulutus on luokkaa 8500-18000 kJ/d. Tästä saadaan
keskimääräiseksi tehoksi n. 100-200 W. Siis kyse on kulutuksesta, ei
hyötytehosta.
> Voiko ihminen toimia myös suuremmalla teholla? Mikä osuus tästä
> tehosta vapautuu lämpönä? Tuntuu ainakin, että lähikontaktissa
> ihminen on melkoinen lämpöpatteri.
Ylivoimaisesti suurin osa vapautuu lämpönä. Ihmisen tehosta en tiedä
niin, mutta hevonen tuottaa pidemmässä työssä n. 500 watin tehon.
Osmo
Viljo Mustonen
>
> Ylivoimaisesti suurin osa vapautuu lämpönä. Ihmisen tehosta en tiedä
> niin, mutta hevonen tuottaa pidemmässä työssä n. 500 watin tehon.
>
Englantilaisilla oli aikoinaan noin 50% tehokkaammat hevoset? :=)
--
Viljo
Osmo R
Tuosta on kaksi tarinaa. Eräs on että hevonen rääkättiin
puolikuoliaaksi. Toinen on, että päälle laskettiin 50 prosenttia
lisää.
Osmo
Tapio Manner
Muistaakseni huippupyöräilijä pystyy n. 350 W tunnin ajan, ja 1500W 5 s.
TLM
Joakim Majander
> Muistaakseni huippupyöräilijä pystyy n. 350 W tunnin ajan, ja 1500W 5 s.
>
Niin mikä on "huippupyöräilijä"? Suomen parhaimmisto ja
ammattilaisten keskikasti lienee tuolla tasolla. Sitten on ne muutamat,
jotka pystyvät polkemaan yli 50 km tunnin aikana, jolloin teho on
400-500 W. Erot ovat yllättävän suuria tuossa, joka näkyy hyvin
vaikkapa Ranskan ympäriajon aika-ajoisssa.
Joakim
Tapio Manner
Huippupyöräilijä vastaa mielessäni suurin piirtein määritelmääsi. Noita
"poikkeustehoja" eivät pysty erikoismiehetkään aina saamaan irti
toistettavasti. Scipolla mitattiin muistaakseni 1530 W/5s (keskiarvo).
TLM
Juuspo
news:do2b5s$ks3$1...@nyytiset.pp.htv.fi...
> Urheillessa tuotettu jatkuva mekaaninen teho voi olla 500 W
> luokkaa ja hetkellinen huipputeho 1000 W. Tähän vielä päälle
> aineenvaihdunnan hukkaama energia.
Hetkellinen huipputeho kuulantyöntäjällä voi olla peräti 9 kW. Tuon tehonhan
voisi laskemallakin tarkastaa, jos kuula painaa 7,2 kg ja työntää 23 m.
Tapio Manner
Mikä oli oletusarvo suotituksen kestolle?
TLM
Joakim Majander
> Hetkellinen huipputeho kuulantyöntäjällä voi olla peräti 9 kW. Tuon tehonhan
> voisi laskemallakin tarkastaa, jos kuula painaa 7,2 kg ja työntää 23 m.
Kerroppa muillekin miten tuo lasketaan. Ei ole ainakaan minun taidoilla
ihan helppoa. Kuula vaatinee ~15 m/s lähtönopeuden lentääkseen tuon
matkan. Se vastaa 800 J liike-energiaa. Tuo liike-energia luodaan koko
suorituksen aikana. Mikä on sitten suorituksen kestoaika? Luulisi sen
olevan sekunnin luokkaa eli keskimääräinen kuulaan mennyt teho olisi
alle 1 kW.
Toista kautta voisi laskea kuinka paljon on voima * nopeus suorituksen
lopussa. Kuulan nopeushan oli se 15 m/s suurimmillaan.
Kuulantyöntäjät nostavat penkiltä reilut 200 kg, joten yhdellä
kädellä voisi työntää enintään 150 kg. Tuosta tulisi jo hurja
teho (yli 20 kW). Vika on siinä, että tuo 150 kg on staattinen voima,
eikä siitä saa kuin murto-osan 15 m/s nopeudessa.
Voihan tuo 9 kW pitää paikkansa, mutta se hetkellinen tarkoittaa
silloin suurusluokkaa sadasosasekunti.
Joakim
Kim Fallström
> Juuspo wrote:
>
>> Hetkellinen huipputeho kuulantyöntäjällä voi olla peräti 9 kW. Tuon
>> tehonhan voisi laskemallakin tarkastaa, jos kuula painaa 7,2 kg ja
>> työntää 23 m.
>
> Mikä oli oletusarvo suotituksen kestolle?
Niinpä. Millä teholla nyrkkeilijä tai karateka iskee? Saunan
kiukaastakin saadaan hirmuisia hetkellisiä huipputehoja, kun
"hetki" vain määritellään tarpeeksi lyhyeksi. Maahan putoaminen
metrin korkeudestakin vapauttaa melkoisen tehon:
Potentiaalienergiaa = mgh = 80 kg x 9.81 m/s^2 x 1 m = 785 J
Jos pysähtymisaika olisi 0.3 sekuntia niin hetkelliseksi tehoksi
tulee 785 J /0.3 s = 2600 W.
Kim
Juuspo
news:43a9317f$0$18029$39db...@news.song.fi...
> Mikä oli oletusarvo suotituksen kestolle?
Suorituksen kestoksi voitaisiin arvioida t = 0,1 s. Löysin
keihäänheittäjistä maininnan, että suorituksen kesto siitä, kun tukijalka
koskettaa maata ja keihäs lähtee kädestä on 0,12 s; eli tuskin
kuulantyöntäjä tässä suhteessa poikkeaa merkittävästi keihäänheiton
vastaavasta suorituksesta. Eli tästähän lähtee se maksimitehon hakeminen
vartalosta.
Parhaimmat työntäjät viskaavat vauhdittomanakin päälle 20 m, jolloin
suorituksesta jää peruutusvaihde pois: ts kuulalta puuttu alkuvauhti.
Toisaalta lopullisesta lähtönopeudesta v0 voisi vähentää peruutuksella
saadun nopeuden kuulalle, jolloin tuloksen pitäisi olla kuta kuinkin sama
kuin vauhdittomanakin työnnetty.
Tästä kaavasta voi ratkaista kuulan lähtönopeuden:
D = v0^2 / g cos a0 (a0sin^2 a0 2gh0 / v0^2) ± C
vo = kuulan lähtönopeus
D = 23 m = työnnetty matka
ao =36° = lähtökulma arvio, mutta approksimaatiotahan tällä haetaan.
ho = 1,6 m = lähtökorkeus (kaulan taso)
g = 9,81 m/s^2
C = 0 = olosuhteiden vaikutus matkaan, arvioidaan nollaksi. Tuskinpa
ratkaisevaa merkitystä kuulantyönnössä
m = 7,2 kg
t = 0,1 s
Kuulan massa on tunnettu ja lähtönopeus saadaan ratkaistua edellä, joten
tehoksi tulee:
P = 1/2mv^2 / t
Toivottavasti ei mennyt ihan pieleen! Täältä lisää materiaalia, jos
kiinnostaa enemmän kuulantyönnön teoria
<http://www.elitetrack.com/articles/shotputcriticalfactors.pdf>
Lassi Hippeläinen
Heitto- ja hyppylajeissa on kyse hiukan eri asiasta. Lihakset toimivat
jousina. Suorituksen alkuosassa jousiin ladataan energiaa (vauhti,
kumarrus, tms.) ja sitten lataus purkautuu hetkessa.
-- Lassi
Juuspo
news:B9dqf.17220$Nb2.3...@news1.nokia.com...
> Heitto- ja hyppylajeissa on kyse hiukan eri asiasta. Lihakset toimivat
> jousina. Suorituksen alkuosassa jousiin ladataan energiaa (vauhti,
> kumarrus, tms.) ja sitten lataus purkautuu hetkessa.
Kommentoinkin tuota huipputehoa. Jousi on mielestäni väärä ilmaisu ja
harhaanjohtava. Lihaksista saatava teho voidaan jakaa kolmeen portaaseen
haettaessa maksimivoimaa ajan funktiona:
1. hermostollinen lataus, kesto n. 3 s (räjähtävät lajit kuten voimanosto ja
heittolajit)
2. anaerobinen lihasvoima, kesto n. 9 s (esim. 100 m )
3. aerobinen lihasvoima, 9 s -> kestävyyslajit
Tästä lisätietoa esim. <http://www.cc.jyu.fi/~jjhulmi/AhtiainenGradu.pdf>
Joakim Majander
> "Tapio Manner" <tapio....@netsonic.fi> wrote in message
> news:43a9317f$0$18029$39db...@news.song.fi...
> > Mikä oli oletusarvo suotituksen kestolle?
>
> Suorituksen kestoksi voitaisiin arvioida t = 0,1 s. Löysin
> keihäänheittäjistä maininnan, että suorituksen kesto siitä, kun tukijalka
> koskettaa maata ja keihäs lähtee kädestä on 0,12 s; eli tuskin
> kuulantyöntäjä tässä suhteessa poikkeaa merkittävästi keihäänheiton
> vastaavasta suorituksesta. Eli tästähän lähtee se maksimitehon hakeminen
> vartalosta.
Onhan keihäänheiton loppuriuhtaisu paljon nopeampi kuin
kuulantyöntö. Keihäänheittäjähän jouksee täyttä vauhtia (10
m/s) heittokohtaan, jolloin tukijalan voi kaatumatta pitää maassa
vain sen reilun sekunnin kymmenyksen.
>
> Parhaimmat työntäjät viskaavat vauhdittomanakin päälle 20 m, jolloin
> suorituksesta jää peruutusvaihde pois: ts kuulalta puuttu alkuvauhti.
Vauhdittomana tuskin tarkoittaa suorin jaloin, joten suoritus on
edelleen melko pitkäkestoinen (0,5 s ???). Pystyykö tosiaan joku
työntämään 20 m paikaltaan? Vauhdillakin 20 m ylittäjiä taitaa
maailmassa olla vain pari kymmentä.
Joakim
Juuspo
news:1135177648.6...@g47g2000cwa.googlegroups.com...
> Onhan keihäänheiton loppuriuhtaisu paljon nopeampi kuin
> kuulantyöntö. Keihäänheittäjähän jouksee täyttä vauhtia (10
> m/s) heittokohtaan, jolloin tukijalan voi kaatumatta pitää maassa
> vain sen reilun sekunnin kymmenyksen.
Tässä vertailun vuoksi kuulantyöntäjän video:
<http://www.throwfarther.org/videos/shot/ulf_timmerman_world_indoor_2224.avi>
Analysoin videota hieman VirtualDub-ohjelmalla
<http://surfnet.dl.sourceforge.net/sourceforge/virtualdub/VirtualDub-1.6.7.zip>
ja seuraavia tietoja sain selville. Suoritusaika on 0,2 s siitä hetkestä,
kun tukijalka napsahtaa maahan päättyen kuulan irtoamiseen kädestä; eli se
aika, jolloin on ikäänkuin täysi rytinä päällä. Ei se aika siis niin paljoa
poikkea keihäänheittäjästä; toki tuplat tuli aikaan lisää alkuperäisestä
arviostani. Kokonaissuoritusaika työnnölle on 1,0 s siitä, kun työntäjä
lähtee liikkeelle ja kuula irtoaa kädestä.
> Vauhdittomana tuskin tarkoittaa suorin jaloin, joten suoritus on
> edelleen melko pitkäkestoinen (0,5 s ???). Pystyykö tosiaan joku
> työntämään 20 m paikaltaan? Vauhdillakin 20 m ylittäjiä taitaa
> maailmassa olla vain pari kymmentä.
Esim. Udo Beyerin ennätys vauhdittomana on 21,20 m, Ulf Timmermanin vastaava
21,79 m. Näistä siis molemmat vesselit ovat ylittäneet 23 m vauhdin kanssa.
Nykytyöntäjistä en tiedä.
Lassi Hippeläinen
> "Lassi Hippeläinen" <lassi.hi...@ieee.orgies.invalid> wrote in
> message news:B9dqf.17220$Nb2.3...@news1.nokia.com...
>> Heitto- ja hyppylajeissa on kyse hiukan eri asiasta. Lihakset toimivat
>> jousina. Suorituksen alkuosassa jousiin ladataan energiaa (vauhti,
>> kumarrus, tms.) ja sitten lataus purkautuu hetkessa.
>
> Kommentoinkin tuota huipputehoa. Jousi on mielestäni väärä ilmaisu ja
> harhaanjohtava.
Se on ihan oikea ilmaus. Ulkopuolinen energia varastoituu lihakseen, ja
vapautuu, kun kuormitusta kevennetään. Lihas jänteineen toimii kuin
vieteri. Sitä ilman ei juoksustakaan tulisi mitään.
> Lihaksista saatava teho voidaan jakaa kolmeen portaaseen
> haettaessa maksimivoimaa ajan funktiona:
>
> 1. hermostollinen lataus, kesto n. 3 s (räjähtävät lajit kuten voimanosto
> ja heittolajit)
> 2. anaerobinen lihasvoima, kesto n. 9 s (esim. 100 m )
> 3. aerobinen lihasvoima, 9 s -> kestävyyslajit
>
> Tästä lisätietoa esim. <http://www.cc.jyu.fi/~jjhulmi/AhtiainenGradu.pdf>
Nuo ovat niitä tehoja, jotka tuotetaan kemiallisesti itse lihaksessa. Mitä
juoksusta tulisi, jos jokainen askel vaatisi 9 sekuntia?
-- Lassi
UC
> Kuulan massa on tunnettu ja lähtönopeus saadaan ratkaistua edellä, joten
> tehoksi tulee:
>
> P = 1/2mv^2 / t
Eikös tuokin ole jonkinlainen keskimääräinen teho ?
Arvaus: kova huipputeho löytyy kun jalkakyykkääjän maksimipainosta
otetaan osa pois ja katsotaan kuinka nopeasti rauta nousee.
Joakim Majander
> Tässä vertailun vuoksi kuulantyöntäjän video:
> <http://www.throwfarther.org/videos/shot/ulf_timmerman_world_indoor_2224.avi>
Ei suostunut näkymään koneellani.
> ja seuraavia tietoja sain selville. Suoritusaika on 0,2 s siitä hetkestä,
> kun tukijalka napsahtaa maahan päättyen kuulan irtoamiseen kädestä; eli se
> aika, jolloin on ikäänkuin täysi rytinä päällä.
Kyllä siinä taitaa olla aika kova "rytinä päällä" koko
suorituksen ajan. Arvaisin, että tuossa lupun rytistyksessä tulee
~50% tehosta kuulaan.
> Esim. Udo Beyerin ennätys vauhdittomana on 21,20 m, Ulf Timmermanin vastaava
> 21,79 m. Näistä siis molemmat vesselit ovat ylittäneet 23 m vauhdin kanssa.
> Nykytyöntäjistä en tiedä.
Mitkä ovat vauhdittoman säännöt? Varmasti suoritus on hyvin
erilainen kuin tavallisen työnnön viimeiset 0,2 s ja kestäänee
huomattavasti kauemmin kuin 0,2 s.
Joakim
Juuspo
> Ei suostunut näkymään koneellani.
Vaatii DivX-koodekin <http://www.divx.com/divx/> (ilmaisversion, jolla
voi toistaa, mutta ei pakata)
> Kyllä siinä taitaa olla aika kova "rytinä päällä" koko
> suorituksen ajan. Arvaisin, että tuossa lupun rytistyksessä tulee
> ~50% tehosta kuulaan.
Itse kyllä veikkaisin lähempänä 90 %, koska vauhdittoman pukkauksen
tulokset ovat kuitenkin noin lähellä vauhdillisia.
> Mitkä ovat vauhdittoman säännöt? Varmasti suoritus on hyvin
> erilainen kuin tavallisen työnnön viimeiset 0,2 s ja kestäänee
> huomattavasti kauemmin kuin 0,2 s.
Vauhdittoman säännöt löytyvät esim. täältä:
<http://www.coachillustrated.com/sports/track/ys_logan_shot.cfm>
Englanniksi vauhditon työntö on standing throw ja se on nimen omaan
samanlainen kuin tavallisen työnnön viimeiset 0,2 s. Yleensäkin
keihäänheitossa ja kuulantyönnössä on haasteena ollut alkuvauhdin
saaminen suoritukseen mukaan niin, että kappaleeseen tulisi lisämetrejä.
Tukijalan käyttö tappaa tehokkaasti vauhtia.
En löytänyt tähän hätään kenenkään huipun videota, josta olisin voinut
tarkastaa suorituksen keston, eikä siinä ole oikein mieltä spekuloida
jonkun opetustarkoitukseen tehdyllä videolla.
Juuspo
> Arvaus: kova huipputeho löytyy kun jalkakyykkääjän maksimipainosta
> otetaan osa pois ja katsotaan kuinka nopeasti rauta nousee.
Varmasti noin. Voimanostokyykkääjät tehostavat nopeusvoiman harjoittelua
tavalla, jossa suorituksen aikana kuorma vaihtelee käyttämällä ketjuja,
kumeja tai painonvapauttajia. Ideana on se, että yläasennossa sytytetään
enemmän motorisia yksiköitä nostoon mukaan ja osa kuormasta sitten
poistuu ala-asennossa (painonvapauttajat lähtevät kokonaan pois
ala-asennossa automaattisesti). Homma toimii, jos liike tehdään
mahdollisimman räjähtävästi, lihakset eivät huomaa "huiputusta".
Juuspo
> Se on ihan oikea ilmaus. Ulkopuolinen energia varastoituu lihakseen, ja
> vapautuu, kun kuormitusta kevennetään. Lihas jänteineen toimii kuin
> vieteri. Sitä ilman ei juoksustakaan tulisi mitään.
Ei se toimi kuin vieteri. Lihas osaa ainoastaan supistua - ei muuta.
Vastalihaspari huolehtii sitten siitä, että homma toimii toiseen
suuntaan. Yksi lihaspari on hauis - ojentaja toinen pari etureisi -
takakeisilihas. Vastalihaspari tarkoittaa sitä, kun toinen lihas on
supistunut, niin toinen on ääriasennossaan.
Juuspo
> Se on ihan oikea ilmaus. Ulkopuolinen energia varastoituu lihakseen, ja
> vapautuu, kun kuormitusta kevennetään. Lihas jänteineen toimii kuin
> vieteri. Sitä ilman ei juoksustakaan tulisi mitään.
Lihas tekee työtä ainoastaan supistumalla. Supistumisen jälkeen
vastalihas palauttaa supistuneen lihaksen takaisin haluttuun asentoon
(vastalihas supistuu tällöin). Vastalihaspareja ovat mm. hauis -
ojentaja, rintalihas - yläselkälihas, etureisi - takareisilihas.
Jokainen lihas kuitenkin toimii itsenäisesti.
Supistumisen voimakkuus riippuu lihaksen poikkipinta-alasta ja
aktivoituneista motorisista yksiköistä (=hermotus) ja nopeus lisäksi
nopeiden lihassolujen määrästä. Kumartamisilla, psyykkauksella,
juoksulla ja muilla yritetään hakea mahdollisimman paljon lihasten
hermotusta suoritukseen mukaan; ei siis suoraan analoginen
jousisysteemin kanssa. Pääasiassa energia on jo varastoituneena
valmiiksi lihaksissa ja kuluu tietyssä järjestyksessä.
J. Winter
Oletko unohtanut jänteiden toiminnan: luuletko, että niillä ei ole
vaikutusta asiaan ? Lihakset toimivat usein (ei kaikki) jänteiden
välityksellä, jotka ilmeisistikin voivat varastoida energiaa.
- jw
Juuspo
> Oletko unohtanut jänteiden toiminnan: luuletko, että niillä ei ole
> vaikutusta asiaan ? Lihakset toimivat usein (ei kaikki) jänteiden
> välityksellä, jotka ilmeisistikin voivat varastoida energiaa.
Olin ottamatta huomioon tosiaan tuon elastisuuden, tulihan sitten
otettua selkoa ja hyvä niin:
"Lihasjänne-systeemin
jäykkyys saattaa vaikuttaa venymis-lyhenemissykluksen käyttöön ja sitä
kautta elastisen energian
varastointiin ja hyväksikäyttöön. Lihasjänne-systeemin jäykkyys näyttää
vahvasti liittyvän
maksimaaliseen juoksunopeuteen ja nopeuden ylläpitoon."
<http://www.cc.jyu.fi/~jjhulmi/sprint.pdf> sivulta 6.