Watt su rampa di scale

pianpianello

Pignone
19 Dicembre 2020
210
227
zona gialla
Visita sito
Bici
cancello a pedali
Non so veramente dove postare, ma penso questa sia la sezione giusta, visto che si tratta di un domandone.

La mia domanda è: quanti watt si erogano camminando o correndo su per le scale? La formula semplice del lavoro compiuto è massa x gravità x altezza, che poi va diviso per i secondi per ottenere la potenza, ad esempio se pesi 70 kg e vai al secondo piano (3 metri) in 10 secondi, sono (70 x 9.8 x 3) / 10 = 206 watt. Questo però non tiene conto dell'energia erogata per spostarsi in avanti. Come minimo bisognerebbe aggiungere quindi i watt necessari per camminare o correre per una distanza equivalente alla rampa. Quanti watt servono per camminare o correre? Ho il dubbio che i valori che si trovano online, spesso discordanti, siano basati sul consumo calorico di tutto il corpo, e non sulla potenza erogata "al piede". Quei 206 watt comunque sono certamente meno dei watt effettivi, appunto perché manca la componente orizzontale.

La vera domanda poi è: watt sulle scale e watt in bici sono equivalenti? In altre parole, se dopo aver fatto un calcolo accurato in un test sulle scale calcoliamo di erogare ad esempio 300 watt per 5 minuti, saremo in grado di erogare gli stessi watt pure in bici, sui pedali? Oppure sono movimenti biomeccanici totalmente diversi e non paragonabili? A meno che uno non pedali in maniera poco efficiente, mi aspetterei che i watt siano paragonabili. La VAM no, quella credo non sia paragonabile proprio perché i piedi sono meno efficienti delle ruote, e alcune esperienze personali sembrano confermarlo, ma i watt (se calcolati giusti) credo debbano essere paragonabili.
 

EliaCozzi

Scalatore
2 Marzo 2016
6.458
5.844
Mozzate (CO)
www.eliacozzi.it
Bici
Costelo Aeromachine, BTwin FC7, Workswell 226, Seraph TT-X2, Og-EVkin CF054
Non so veramente dove postare, ma penso questa sia la sezione giusta, visto che si tratta di un domandone.

La mia domanda è: quanti watt si erogano camminando o correndo su per le scale? La formula semplice del lavoro compiuto è massa x gravità x altezza, che poi va diviso per i secondi per ottenere la potenza, ad esempio se pesi 70 kg e vai al secondo piano (3 metri) in 10 secondi, sono (70 x 9.8 x 3) / 10 = 206 watt. Questo però non tiene conto dell'energia erogata per spostarsi in avanti. Come minimo bisognerebbe aggiungere quindi i watt necessari per camminare o correre per una distanza equivalente alla rampa. Quanti watt servono per camminare o correre? Ho il dubbio che i valori che si trovano online, spesso discordanti, siano basati sul consumo calorico di tutto il corpo, e non sulla potenza erogata "al piede". Quei 206 watt comunque sono certamente meno dei watt effettivi, appunto perché manca la componente orizzontale.

La vera domanda poi è: watt sulle scale e watt in bici sono equivalenti? In altre parole, se dopo aver fatto un calcolo accurato in un test sulle scale calcoliamo di erogare ad esempio 300 watt per 5 minuti, saremo in grado di erogare gli stessi watt pure in bici, sui pedali? Oppure sono movimenti biomeccanici totalmente diversi e non paragonabili? A meno che uno non pedali in maniera poco efficiente, mi aspetterei che i watt siano paragonabili. La VAM no, quella credo non sia paragonabile proprio perché i piedi sono meno efficienti delle ruote, e alcune esperienze personali sembrano confermarlo, ma i watt (se calcolati giusti) credo debbano essere paragonabili.


Considerandolo un semplice esercizio accademico:
seguendo il tuo calcolo, sempre per 70kg, per sviluppare 300W dovresti fare un piano ogni 7 secondi, quindi per tenere questa potenza per 5 minuti, che sono 300 secondi, ti serve un edificio di 40 piani, non facile a trovarsi.
Il consumo energetico per lo spostamento in avanti è praticamente nullo. Se applichiamo semplicemente le leggi della fisica, la forza è verticale, lo spostamento è orizzontale per cui il lavoro è nullo. Se prendi i dati del consumo energetico relativi alla corsa, che sono di circa 1kcal/kg/km, quindi una perona di 70kg consuma 700kcal per fare 10km di corsa, si parla appunto di corsa dove molta dell'energia è utilizzata per la fase di volo. Già se cammini il consumo diventa circa la metà. E stiamo parlando di consumo complessivo di tutto il corpo.
Anche nel camminare però si tiene conto del fatto che devi sollevare una gamba, cosa che nel calcolo per salire le scale abbiamo già considerato visto che il piede lo sollevi per metterlo sul gradino, quindi potremmo anche trascurare veramente la potenza necessaria per spostarsi in avanti. La resistenza dell'aria a quelle velocità è ininfluente.

Detto questo, certamente salire le scale risulta allenante come esercizio di forza, come lo è la corsa in salita e come lo è lo squat.
Da lì arrivare a dire che sia la stessa potenza erogata in bici è un po' più complesso perché il gesto e i muscoli coinvolti sono diversi, anche se la corsa in salita è molto più simile alla pedalata di quanto lo sia la corsa in piano. Diciamo che è certamente paragonabile visto che si tratta di potenza sviluppata dalle gambe.

Mi permetto di suggerire una vacanza a Dubai, al BuryKhalifa puoi fare mezz'ora a 300W! o-o
 

pianpianello

Pignone
19 Dicembre 2020
210
227
zona gialla
Visita sito
Bici
cancello a pedali
Non sono d'accordo quando dici che l'energia richiesta per avanzare è nulla. Il piede deve spingere indietro e per farlo è richiesta una forza. E' impossibile che l'avanzamento non richieda un lavoro, infatti bisogna continuare a spingere coi piedi per avanzare, altrimenti non si va avanti. Non dipende certamente dall'attrito con l'aria, penso sia più una specie di resistenza del terreno nei confronti del gesto della camminata o della corsa, paragonabile a quello del rotolamento nella bici. Però dubito che nella camminata la potenza necessaria per l'avanzamento sia più di qualche decina di watt.

Curiosità: il record di scalata dell'Empire State Building è sotto i 10 minuti, per fare circa 320 metri di dislivello, fatto da Paul Crake nel 2003. Paul Crake è stato anche un cliclista professionista, purtroppo senza grandi risultati, ed ora è in sedia a rotelle a causa di un incidente in bici. Il suo peso ai tempi del record non lo so, dalle foto pare alto e magro, e supponiamo sia 68 kg. Quindi: (68 x 9.8 x 320) / 600 = 355 watt, 5.2 watt/kg. Mi sembrano troppo pochi per un record che dura da anni, dovrebbero essere di più. Quindi per l'avanzamento, in questo caso una vera e propria corsetta immagino, dovremmo aggiungere un po' di watt alla formula.
 

EliaCozzi

Scalatore
2 Marzo 2016
6.458
5.844
Mozzate (CO)
www.eliacozzi.it
Bici
Costelo Aeromachine, BTwin FC7, Workswell 226, Seraph TT-X2, Og-EVkin CF054
Non sono d'accordo quando dici che l'energia richiesta per avanzare è nulla. Il piede deve spingere indietro e per farlo è richiesta una forza. E' impossibile che l'avanzamento non richieda un lavoro, infatti bisogna continuare a spingere coi piedi per avanzare, altrimenti non si va avanti. Non dipende certamente dall'attrito con l'aria, penso sia più una specie di resistenza del terreno nei confronti del gesto della camminata o della corsa, paragonabile a quello del rotolamento nella bici. Però dubito che nella camminata la potenza necessaria per l'avanzamento sia più di qualche decina di watt.

Curiosità: il record di scalata dell'Empire State Building è sotto i 10 minuti, per fare circa 320 metri di dislivello, fatto da Paul Crake nel 2003. Paul Crake è stato anche un cliclista professionista, purtroppo senza grandi risultati, ed ora è in sedia a rotelle a causa di un incidente in bici. Il suo peso ai tempi del record non lo so, dalle foto pare alto e magro, e supponiamo sia 68 kg. Quindi: (68 x 9.8 x 320) / 600 = 355 watt, 5.2 watt/kg. Mi sembrano troppo pochi per un record che dura da anni, dovrebbero essere di più. Quindi per l'avanzamento, in questo caso una vera e propria corsetta immagino, dovremmo aggiungere un po' di watt alla formula.

320m in 10min significa una VAM di 1920m/h, che è in linea con le VAM delle cosiddette "Vertical" di corsa in montagna, che si attestano intorno ai 2000m/h, ma per 1000m di dislivello, quindi gare di circa mezz'ora.

La VAM di Nibali è intorno a 1700m/h con potenza specifica di circa 6W/kg, ma nelle Vertical la pendenza è decisamente ottimizzata per salire "verticalmente" e ottimizzare la vam, quindi con pendenza minima 20% e massima che supera anche il 70%, inoltre Nibali si deve portare appresso la bici, che pur leggera pesa almeno il 10% del suo peso, quindi la potenza specifica scende a 5.4W/kg, quindi che uno con 5.2W/kg possa fare 1900m/h di vam ci sta.
 

Lumi

Scalatore
8 Novembre 2020
6.028
5.226
Italia
Visita sito
Bici
Colnago V3Rs
Secondo me conta anche come sali, ovvero se lo fai con una fase di volo in cui salti da un gradino all’altro staccando entrambi i piedi dal terreno (analogo della corsa) oppure tenendo sempre almeno un piede sttaccato al terreno (analogo della marcia). Nel primo caso vai piu’ veloce ma credo che sei piu’ inefficiente e qui di usi piu’ watt, Come detto da alti terrei anche conto della potenza necessaria per l’avanzamento, che in prima approssimazione paragonerei a una corsa (o marcia) per la stessa distanza orizzontale dei gradini (nel caso della corsa la formula delle calorie spese e’ 1 caloria per kg di peso per km, l’efficienza e’ circa il 25% quindi per trovare i watt si converte la caloria in joule, si divide per il tempo e si divide per 4 per trovare la potenza meccanica erogata)