Aufgabe
Berechnung des genauen Energiebedarfes eines Menschen/Lebewesens bei der Bewegung auf einer geraden Ebene!
Problem/Ansatz: E,C Energiemenge
E1 entspricht dem Rollen eines Rades auf einer geraden Ebene
E2 entspricht dem Schieben eines Rades auf einer schiefen Ebene
C1 entspricht dem Laufen einer Person auf einer geraden Ebene
C2 entspricht dem Steigen einer Person auf eine Ebene
folgende Verhältnismäßigkeit wurde angenommen:
1. E1/C1=C2/E2, gesucht wird C1
Der Idealfall wäre Steigen und Fallen, statt der Bewegung auf einer schiefen Ebene, daraus folgt:
C2/C3=E2/E3=1, 3 steht für den Idealfall Fallen, daraus folgt, weil gleiche Verhältnisse gefordert werden für die Vergleichbarkeit der Bewegungen(Ebene, schiefe Ebene), daß, die unter 1. aufgeführt Gleichung ermittelt werden kann
folgendes Beispiel wurde durchgerechnet:
Höhe Ebene: 2m
Masse des Rades, Menschen: 75kg
Durchmesser des Rades: 0,4m
Länge der schiefen bzw. geraden Ebene: 5m
Beispielrechnung:
2. Epot=m*g*h=1471,5 kg*m2/s2 dies entspricht dem Steigen der Person auf die Höhe h der Ebene=C2
3. Rad Ebene hinauf Rollen, bis zur Höhe h:
E2=C2+Erot, mit Erot=0,5*Jx*ω2, mit Jx=m*r2
Berechnung der Hangabtriebskraft FH=294,321 kg*m/s2=FG*sinα
die Zeit, die dafür benötigt wird t=1,596 s, daraus folgt n=2,4937 s-1, daraus folgt ω=15,668 s-1
Erot=368,247 kg*m2/s2, daraus folgt, daß E2=1839,747 kg*m2/s2 beträgt!
4. Bewegung des Rades auf der geraden Ebene der Länge 5m mit der gleichen Kraft, die genommen wurde, um das Rad die Ebene hinauf zu Rollen bzw. die erforderliche Steigkraft
FT=cosα*FG, t=1,0546 s, ω=23,71 s-1, Erot=842,5 kg*m2/s2, Et=842,5 kg*m2/s2 (!)
Bewegung des Menschen auf der geraden Ebene, daraus folgt, das keine Rotationsenergie benötigt wird (?), siehe 3.
Et=Erot=842,5 kg*m2/s2=E1
Berechnung der Bewegungsenergie, die der Mensch auf der geraden Ebene aufbringen muß:
C1=E1*E2/C2=1052,64 kg*m2/s2
E1 < C1 < C2 < E2
Rollen, Laufen, Steigen, Schieben
842,5 kg*m2/s2 < 1052,64 kg*m2/s2 < 1471,5 kg*m2/s2 < 1839,747 kg*m2/s2
es ergibt sich bei einer Bewegung mit der entsprechenden Geschwindigkeit ein Energieverbrauch, auf der geraden Ebene (5m) für den Menschen von rund 0,251 kcal !!!!!
Kann mir bitte jemand Mitteilen, ob diese Berechnungen richtig sind! Dankeschön für die Beurteilungen bzw. Wertungen!
Viele Grüße, Bert Wichmann!
