Menneskekroppen som motor Naturvidenskab for alle udgives af FysiklærerforeningenMenneskekroppen som motor

 

 

Aktiviteter med udgangspunkt i
Menneskekroppen som en maskine. Naturvidenskab for alle, 1. årgang, Nr. 3/2006.
 

Aktivitet 07: Nyttevirkning ved øvelser med vægtlod i svedekassen

Forsøget foretages i en isoleret kasse.

En person skal løfte et vægtlod, mens han er placeret inden i kassen.

  • Lav inden forsøget nogle målinger til bestemmelse af den højde, h, som loddet løftes ved hvert løft.
  • Bestem dernæst kassens volumen og loddets masse.

Personen placeres nu i kassen.

  • Inden forsøget påbegyndes, måles temperaturen og den relative luftfugtighed i kassen.

Personen skal sidde i kassen i 25 minutter. I løbet af disse 25 minutter løfter personen vægtloddet op og ned mange gange – fx 20 gange pr. minut. Lad personen selv tælle, hvor mange løft, der i alt udføres eller lad en metronom styre løftene.

Ved forsøgets afslutning måles temperatur og den relative luftfugtighed igen.

Databehandling

  • Beregn forsøgspersonens hvilestofskifte Phvile ved Harris-Benedict formlen, se hæftet side 8.
  • Bestem Pvægtlod , Pvarme og Pfordampning.
  • Beregn nyttevirkningen ved arbejde med et vægtlod, se hæftet side 14 .

Arbejde ved løft af vægtlod

Hvis man løfter et vægtlod med massen m højden h, vil man have udført arbejdet

Evægtlodarbejde = m · g · h

hvor g er tyngdeaccelerationen g = 9,82 N/kg.

Bicepstræning

Biceps trænes

Løfter man fx et 5 kg–lod (m = 5 kg) højden 0,25 m(h = 0,25 m) i alt 300 gange (n = 300), er det samlede arbejde

Udføres arbejdet på 10 minutter (t = 10 min = 600 s), kan effekten beregnes

Vægtløft i svedekasse

En person har udført vægtløft i svedkassen. Man bestemte følgende størrelser

Parbejde = Effekten af det udførte arbejde =
6 W
Pkrop = Effekten af kroppens opvarmning =
0 W
Pvarme = Effekten af kroppens varmeafgivelse til omgivelser =
81 W
Pfordampning = Effekten af fordampningen =
11 W
Phvile = Hvilestofskiftet =
74 W

Nu kan nyttevirkningen bestemmes

Man kan selvfølgelig på tilsvarende måde bestemme nyttevirkningen, når der arbejdes med en fjeder eller på en cykel – det kræver dog en større kasse.