パワーの観点から、「階段走行」を従来のランニングとどのように同等にしていますか？

私は、1回の運動、具体的には4段の階段を上って走るのに必要な力を、時間yにおける距離xの走りに換算できるようにしたいと思っています。

私はオンラインでいくつかの仕事と力の計算機を見つけましたが、それらのどれも階段走行を含みません。

変数は次のとおりです。

• 質量：205ポンド（93 kg）
• 高さ（4フライト）：40フィート（12.2 m）
• 下降/上昇の角度：30°
  • 高さと角度に基づいて、これは各方向（斜辺）に移動した合計距離の80フィート、および各方向に移動した純粋に水平な距離の69.28フィートに相当します。
• 時間：30秒

これをどのように大まかに次の形式に変換しますか？

私は走ったのxに距離をY秒。

一般的な解決策または特定の解決策のいずれかに感謝します。

この質問に答えるには、実際の運動学がかなり洗練されているため、いくつかの単純化と仮定を行う必要があります。

ポテンシャルエネルギーを計算します。これは、重力に逆らって質量を特定の高さまで上昇させるのに必要なエネルギーの量です。

Eポテンシャル（ジュール）=質量（kg）*重力加速度（m / s2）*高さ（m）

93 * 9.8 * 12.2 = 11,119.08ジュール。これは多くのように見えますが、1 kcal = 4186ジュールなので、たった2.6 kcalしかかかりません。

電力（ワット）=エネルギー（ジュール）/時間（秒）

したがって、12,000 J / 30秒= 370ワットかかる

考慮すべきその他のポイント：

• 方程式は、質量12.2メートルを上昇させるために必要なエネルギーと電力を計算します。これを行うには、明らかに、体を動かす必要があります。体の効率はおそらく20〜30％の間であるため、実際には必要なエネルギーの最大5倍の量を燃やす必要があります。
• 走るときは、足を前に振って持ち上げて、効率的にスイングします。2階を走っている場合、脚の関節の周りに必要な力は高くなります。これは、通常の走時よりも重力に逆らってそれらを持ち上げて持ち上げるからです。これらの力は方程式では無視されますが、実行速度が速いほど、必要な力は大きくなります。
• 腕を振ると身体が加速しますが、明らかにコストがかかります。足を振るのと同様に、腕を振るには追加のエネルギーが必要ですが、それは無視されます。

あなたは疑問に思うかもしれませんが、私が階段を駆け上がっている速さは重要ではありませんか？体を持ち上げるエネルギーが一定のままであれば、少なくともその量のエネルギーを使用する必要があります。このために、運動エネルギーを計算します。

Eカイネティック（ジュール）= 0.5 *質量（kg）*速度（m / s）*速度（m / s）

必要なエネルギーがわかっていれば、速度をメートル/秒で推定できます。総エネルギー量（11,119）を30秒で除算して、ポテンシャルエネルギー量/秒=〜370 Jを取得します。次に、1秒あたりのエネルギーの平方根を0.5 *質量で除算します。1秒あたり2.82メートル。これは時速10 kmに相当し、かなりのペースです。

もちろん、階段をより速く走ることはできますが、これは、上昇するのに必要なエネルギー量に基づいた計算にすぎません。また、一定の距離を水平に移動するとエネルギーが消費されることも考慮する必要があります。しかし、私が言ったように、私は多くの単純化を行っており、必要な速度と電力のみを計算しています。

ご覧のとおり、階段を上るのは約370ワットに相当し、非常に立派なトレーニングです。しかし、明らかに、これは30秒間しか維持されないので、長い間それを維持できるとは思いません。

短い答え：そうではありません。

長い答え：

物理公式を使用して、各ステップで行われた作業量を計算し、それを実行で行われた作業量と比較できます。これは、達成しようとしているものに対して不正確です。

問題：階段を走るのは、走るのと比べると、プライオメトリー的に激しい。これは、持久力とは対照的に、パワーをトレーニングしていることを意味します。（垂直ジャンプと距離走行を考えてください）。階段を走らせると、長距離（5k）よりも近距離（100m）走ります。

解決策：距離を計算する場合は、実行する平坦な領域を見つけます。