在學校的理化或物理課,大家都有學到過有關重力位能的公式:
U
= M
g
h
其中
U是重力位能(焦耳J)
M是物體的質量(公斤Kg)
h是物體距離基準點的高度(公尺m)
g是重力加速度大小(m/s2)
這個公式相信大家都會背,但這個公式看起來是這麼的無聊,沒有辦法給我們一點真實的感覺,就讓發瘋的Listeve做些比較有趣的應用讓他變好玩一點吧。
我們常常會問一台機器,他的做功效率是多少,也就是說做功的效果好不好。
效率大小是這樣定的:
效率 = 機器做的功 / 機器所消耗的能量
比如說做功的效率90%我們會說這台機器的效率很好,如果效率是10%,那這台機器的使用這台機器的使用者會很傷心,因為給他10倍的能量,他卻只能做1倍的功,浪費了很多的能量變成熱能散走了。
譬如說我們有一台機器每消耗1000焦耳,可以做700焦耳的功,那麼這台機器所做的功,就是
700 / 1000 =
0.7 = 70% 。我們的身體也是一台機器,利用重力位能的公式我們可以計算一下,人體的做功效率是多少喔?
100%? 10%? 算算看就知道了。
根據許多瘦身專家所做的研究,一個六十公斤的傢伙每爬15階的階梯,就會消耗2.2大卡的熱量,我們可以利用這個資訊來計算出人體做功的效率。
根據站長的測量,一階階梯的高度大約是20公分。因此我們每爬15階階梯,整個人上升了
15 x 20 cm = 300 cm = 3 m
利用 重力位能公式 U = mgh 我們可以得到,這個爬樓梯的人獲得了:
U = 60 x 9.8 x 3 = 1764 (焦耳J) ~ 420 卡 =
0.42大卡
因此我們可以計算出人爬樓梯的效率大小:
效率 = 0.42大卡 / 2.2大卡
~ 0.19
= 19%
結果跟你想像的效率大小接不接近呢? 感覺上人好像不是很有效率的機器。
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