走路作为一种人类位移的方式,消耗了太多与位移无关的能量。一方面,走路时,人的肩膀并不是一直处在同一水平线上,而是发生有规律的上下抖动;另一方面,走路过程中两条腿也在不断抬起、放下。这就说明,人在走路过程中,重心一直上下移动,所以人体需要为重心升高而做功,这部分功并不能产生位移,而是消耗掉了。
如果我们观察一个走路的人的腿,假设他以右脚在前,左脚在后,平均速度为v的初始状态开始走路。那么可以观察到他的左腿完成了一个从静止→不断加速→速度超过v→脚掌落地→静止的过程。在这个过程中,虽然他的上半身近似以速度v在运动,但是人体先为左腿加速而做功,之后又为左腿减速而做功,这部分功也不能产生位移,而是消耗掉了。
而自行车运动的过程中,除了两条腿重心上下移动做功之外,大部分人体所做的功都转化为使整体向前运动的能量,所以更省力。
据“数字北京科学中心”