在学校的理化或物理课,大家都有学到过有关重力位能的公式:
U
= M
g
h
其中
U是重力位能(焦耳J)
M是物体的质量(公斤Kg)
h是物体距离基准点的高度(公尺m)
g是重力加速度大小(m/s2)
这个公式相信大家都会背,但这个公式看起来是这麽的无聊,没有办法给我们一点真实的感觉,就让发疯的Listeve做些比较有趣的应用让他变好玩一点吧。
我们常常会问一台机器,他的做功效率是多少,也就是说做功的效果好不好。
效率大小是这样定的:
效率 = 机器做的功 / 机器所消耗的能量
比如说做功的效率90%我们会说这台机器的效率很好,如果效率是10%,那这台机器的使用这台机器的使用者会很伤心,因为给他10倍的能量,他却只能做1倍的功,浪费了很多的能量变成热能散走了。
譬如说我们有一台机器每消耗1000焦耳,可以做700焦耳的功,那麽这台机器所做的功,就是
700 / 1000 =
0.7 = 70% 。我们的身体也是一台机器,利用重力位能的公式我们可以计算一下,人体的做功效率是多少喔?
100%? 10%? 算算看就知道了。
根据许多瘦身专家所做的研究,一个六十公斤的家伙每爬15阶的阶梯,就会消耗2.2大卡的热量,我们可以利用这个资讯来计算出人体做功的效率。
根据站长的测量,一阶阶梯的高度大约是20公分。因此我们每爬15阶阶梯,整个人上升了
15 x 20 cm = 300 cm = 3 m
利用 重力位能公式 U = mgh 我们可以得到,这个爬楼梯的人获得了:
U = 60 x 9.8 x 3 = 1764 (焦耳J) ~ 420 卡 =
0.42大卡
因此我们可以计算出人爬楼梯的效率大小:
效率 = 0.42大卡 / 2.2大卡
~ 0.19
= 19%
结果跟你想像的效率大小接不接近呢? 感觉上人好像不是很有效率的机器。
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