Е= mgh= 110X 9,8Х 1000= 1078000Дж.
Для веса в 90 кг: Е = 90 X 9,8 X 1000 = 882000 Дж.
Разница составила 196 000 Дж. Таким образом, энергия, затрачиваемая на подъем, равна 820 000 кал, или 820 ккал (1 Д ж =0,239 кал). С учетом коэффициента полезного действия это соответствует величине 3680 ккал. Соответственно уменьшение энергии, затрачиваемой на подъем альпиниста, ведет к уменьшению необходимого количества питания приблизительно на 0,5 кг. Уменьшение количества питания уменьшает время на его приготовление.
Человек движется по горному рельефу с оптимальной для него мощностью. Выясним, как может изменяться скорость Движения человека при изменении веса его рюкзака, например в случае, когда одного из участников разгружают.
Возьмем те же данные, что и в предыдущем примере. Человек поднимается вертикально вверх по перилам. Мощность, затрачиваемая человеком на подъем, определяется по формуле:
W=F X v=mgv,
где F — сила притяжения человека к земле; W — мощность; v — скорость передвижения.
Примем для определения v = 0,1 м/с для человека с общим весом в 110 кг. В этом случае полезная мощность, развиваемая человеком, составит:
110Х9,8Х 0,1= 107,8Вт.
Теперь определим скорость передвижения альпиниста с рюкзаком в 20 кг при той же развиваемой мощности:
107,8 /(90Х9,8)=0,12 м/с.
Таким образом, уменьшение веса рюкзака на 20 кг привело к увеличению скорости на 20 %. . Можно считать, что уменьшение веса рюкзака на 1 кг приводит к увеличению скорости на 1 %.
При рассуждениях мы взяли идеальные случаи. На реальных маршрутах встречаются участки различной крутизны, спуски; кроме того, коэффициент полезного действия человека при преодолении различных форм рельефа разной крутизны также различен. Однако приведенные выше рассуждения позволяют в какой-то мере оценить взаимовлияние показателей веса рюкзака, скорости передвижения альпиниста и количества необходимого питания.
В приведенных примерах показано, что количественное изменение одного показателя (вес) приводит к изменению других количественных показателей (работа, скорость, количество питания).
|
|