Категорії

Опитування

Якби ви могли зважитися на це, ви б знову розмістили Плутон серед планет?

додає

  • Так, це планета (64,7%)
  • За визначенням, це не планета (20,5%)
  • Я, мабуть, не зміг би прийняти рішення (14,9%)

Надішліть посилання на електронний лист

Статті/Математика, Різне/Математичне рівняння коротке.

15.11.2010 18:48:33 | Питання
Science Daily | Кількість переглядів: 3671x

Кожен батько, який іноді виводить дитину на прогулянку, знає, що діти втомлюються швидше за дорослих. Але чому це так? Діти та низькі люди ходять інакше, ніж високі люди, або вони втомлюються з якихось інших причин?

Проблемою займався П.Веянд з Південного методистського університету в США. "Це пов’язано з роботою Макса Клейбера, який вивчав швидкість метаболізму щодо розмірів тварин. Він виявив, що чим більше тіло, тим повільніше його тканини споживають енергію ", - сказав він. "Було б цікаво дізнатися, чому і як метаболізм працює таким чином.

Веянд об'єднався з іншими американськими вченими і вирішив виміряти швидкість метаболізму у людей у ​​віці від 5 до 32 років, які важили від 15,9 до 88,7 кг і вимірювали від 1,07 до 1,83 метра. Вони хотіли з’ясувати, чому вищим людям легше ходити.

Дослідники виявили, що пішоходи будь-якої висоти споживають однакову кількість енергії на крок, а це означає, що нижчі люди ходять менш зручно, оскільки роблять менші кроки і повинні робити більше, щоб подолати однакову відстань. Вони також вивели основне рівняння, згідно з яким можна з’ясувати, скільки енергії людина спалює під час ходьби. Вони опублікували свої результати в The Journal of Experimental Biology.

Вейанд та його колеги вперше зняли ходу чоловіків та жінок на біговій доріжці зі швидкістю 0,4-1,9 м/с. Крім того, вони контролювали споживання кисню та вироблення вуглекислого газу, що дозволило їм визначити швидкість метаболізму. Потім дослідники розрахували кількість енергії, яку людина використовує для ходьби, віднімаючи базальну швидкість метаболізму (енергію, необхідну для забезпечення основних функцій організму) із загальної швидкості метаболізму, яку вони визначали спостереженням поряд з ходьбою. Нарешті, дослідники порівняли спосіб ходьби, довжину кроків, тривалість та кількість часу, проведеного ногами у контакті з землею, щоб побачити, чи високі та низькі люди ходять інакше.

Проаналізувавши стиль ходьби, дослідники виявили, що всі добровольці ходили однаково, незалежно від їх зросту. Отже, якщо ви розтягнули 5-річну дитину на зріст два метри, висока людина все одно пішов би. Тому споживання енергії під час ходьби не пов'язане зі стилем ходьби.

Потім дослідники розрахували метаболічні витрати на крок і виявили, що незалежно від висоти всі пішоходи споживають однакову кількість енергії на крок. Тому високі люди не отримують переваги навіть при більш економному стилі ходьби.

Нарешті, дослідники намалювали графік висоти пішоходів та їх мінімального споживання енергії та отримали майже пряму лінію з градієнтом -1. Ціна одного кроку була обернено пропорційна зросту людини, оскільки високим людям доводиться використовувати меншу кількість ступенів, щоб проїхати однакову відстань. Низькі люди більше втомлюються, бо, хоча їхній крок і коштує однакових зусиль, їм доводиться робити більше.

На основі цього відкриття вчені вивели рівняння для розрахунку ціни на ходьбу. "Ви можете замінити свій ріст, вагу та пройдену відстань у рівняння. Результат - кількість спалених калорій ", - сказав Вейанд. Рівняння можна вбудувати у популярні крокоміри, що забезпечить більш реалістичну інформацію. Вчені хочуть розширити рівняння для розрахунку споживання енергії з будь-якою швидкістю.