Genaue Berechnung des Energieverbrauches eines Menschen bei Bewegung auf einer geraden Ebene!
Aufgabe
Berechnung des genauen Energiebedarfes eines Menschen/Lebewesens bei der Bewegung auf einer geraden Ebene!
Reibung und Radquerschnitt werden vernachlässigt!
Problem/Ansatz: E,C Energiemenge
E1 entspricht dem Rollen eines Rades auf einer geraden Ebene
E2 entspricht dem Schieben eines Rades auf einer schiefen Ebene
C1 entspricht dem Laufen einer Person auf einer geraden Ebene
C2 entspricht dem Steigen einer Person auf eine Ebene
folgende Verhältnismäßigkeit wurde angenommen:
1. E1/C1=C2/E2, gesucht wird C1
folgendes Beispiel wurde durchgerechnet:
Höhe Ebene: 2,00014m
Masse des Rades, Menschen: 75kg
Durchmesser des Rades: 0,4m
Länge der schiefen bzw. geraden Ebene: 5m
Beispielrechnung:
2. Epot=m*g*h=1471,5 kg*m2/s2 dies entspricht dem Steigen der Person auf die Höhe h der Ebene=C2
3. Rad Ebene hinauf Rollen, bis zur Höhe h:
E2=C2+Erot, mit Erot=0,5*Jx*Omega2, mit Jx=m*r2
Berechnung der Hangabtriebskraft FH=294,321 kg*m/s2=FG*sinß
die Zeit, die dafür benötigt wird t=1,596 s, daraus folgt n=2,4937 s-1, daraus folgt Omega=15,668 s-1
Erot=368,0 kg*m2/s2, daraus folgt, daß E2=1839,747 kg*m2/s2 beträgt!
4. Bewegung des Rades auf der geraden Ebene der Länge 5m mit der Zeit, die genommen wurde, um das Rad die Ebene hinauf zu Rollen
E1=Erot+Ekin, t=1,596 s, Omega=15,6684 s-1, Erot=368,0 kg*m2/s2, Ekin=368,0 kg*m2/s2 (!)
E1=736,0 kg*m2/s2
Berechnung der Bewegungsenergie, die der Mensch auf der geraden Ebene aufbringen muß:
C1=E1*E2/C2=920,0 kg*m2/s2
E1 < C1 < C2 < E2
Rollen, Laufen, Steigen, Schieben
736,0 kg*m2/s2 < 920,0 kg*m2/s2 < 1471,5 kg*m2/s2 < 1839,747 kg*m2/s2
es ergibt sich bei einer Bewegung mit der entsprechenden Geschwindigkeit ein Energieverbrauch, auf der geraden Ebene (5m), in der entsprechenden Zeitspanne (1,596s), für den Menschen von rund 0,219 kcal=C1 !!!!!
C1=E1*E2/C2=(Erot+Erot)*(Erot+Epot)/Epot
C1=2*Erot*(Erot/Epot+1)
Man sieht an dieser Gleichung, daß eine Proportionalität zwischen C1 und Erot möglich ist!
Diese Gleichungen galten für die Berechnung unter Zuhilfenahme eines Rades!
Eine allgemeingültige Aussage für die Rotation beliebiger Körper lautet wie folgt:
Zylinder: mit Jx=1/2*m*r2, Erot=184 kg*m2/s2
Kugel: mit Jx=2/5*m*r2, Erot=147,2 kg*m2/s2
...jeweils das gleiche Volumen, wie das Rad, bei dem ein Radquerschnitt von 1mm angenommen wurde!
C1=K*2*Erot*(K*Erot/Epot+1), wobei Erot der Rotationsenergie eines beliebigen Rotationskörpers entspricht!
K ergibt sich damit aus dem Quotienten des Trägheitsmoments des Rades, Dividiert durch das Trägheitsmoment der anderen, angewendeten Rotationskörper!
Sollte in den Berechnungen irgendwo ein Fehler sein, ich bin mir nicht sicher, von den Annahmen, Gleichungen her und dies sollte jemanden auf meiner Website auffallen, so wäre ich dankbar, wenn ich darauf, Kontaktformular, hingewiesen werden würde! Im Voraus ein "Dankeschön"!
Es soll das Leistungspotential, die Leistungsänderungsrate dP/dt=l= (Erel)'' eines Menschen bei dessen Geburt bestimmt werden!!!!!!
Aufgabe:
Die relativistische Energie soll zur Bestimmung des Leistungspotentials eines Menschen zweimalig differenziert werden!
Es ist möglich die Gesamt-, Lebensenergie so zu berechnen, da die
Bewegungsenergie eines Menschen auch von physikalischen Größen abhängig
ist.....!
Problem/Ansatz:
Erel=mrel*c^2=m0/(1-v^2/c^2)^(1/2)*c^2 c=Lichtgeschwindigkeit, m0=Ruhemasse, v ist die Geschwindigkeit des Objekts v=s/t, daraus folgt:
Erel=m0/(1-s^2/(t^2*c^2))^(1/2)*c^2
dErel/dt=-m0*s^2/(1-s^2/(t^2*c^2))^(3/2)/t^3=(Erel)'
(Erel)''=3*m0*s^2/(1-s^2/(t^2*c^2))^(5/2)/t^4=l=Leistungspotential eines Menschen in kg*m^2/s^4
siehe Link: https://www.nanolounge.de/36167/leistungspotential-leistungsanderungsrate-menschen-bestimmt#a36194
siehe ganz oben, die Energie- und Leistungsbilanzen sind bei diesem Link falsch berechnet worden, was noch gezeigt wird....
damit ergeben sich folgende Gleichungen:
Geburt Lebenszeit Tod
l=Erel'' delta t*l+Pkonst.=Erel/delta
t
1/2 delta t^2*l+Pkonst.*delta t=Erel Ableitung Funktion
Integral
Leistungspotential Leistungsbilanz Energiebilanz
Pkonst.*delta t=m/2*v^2
Beispiel: m=75kg, delta t=75 Jahre, daraus folgt:
Leistungsbilanz: 75Jahre*3*75kg*v^2/(1-v^2/c^2)^(5/2)/(75Jahre)^2+75kg/2*v^2/75Jahre=75kg/75Jahre*1/(1-v^2/c^2)^(1/2)*c^2 v=1,32839*10^8m/s
daraus folgt: l=1,26kg*m^2/s^4, das Leistungspotential
daraus folgt:
Energiebilanz: 1/2*(75Jahre)^2*l+75kg/2*v^2=Erel=1/2*(75Jahre)^2*l+Pkonst*75Jahre
Pkonst.=1,75355*10^9kg*m^2/s^3 Dies ist die maximal aufbringbare Leistung eines Menschen mit der entsprechenden "Konfiguration"..., während der Lebenszeit!
vgl.: Maximalleistung Mensch: 5000Watt/h*12Arbeitsstunden*30Tage*12Monate*50Jahre=1,08*10^9kg*m^2/s^3
man sieht an diesem Beispiel, daß es noch Leistungsreserven gibt
das Leistungspotential ist größer 1 und abhängig vom Gewicht, der Lebenszeit und der Geschwindigkeit
das Leistungspotential l ist bei der Geburt immer etwas größer als bei den Elternteilen
das Leistungspotential l entspricht der Berechnung des Ruck's bei der Erstanfahrt eines Fahrstuhles, l=const., a=linear, v=quadratisch, die Leistungsänderungsrate besteht aus dP/dt=F*v'+F'*v, zwei physik. Größen, die kombiniert werden und nachfolgend addiert werden, dies entspricht bei der Geburt den Elterneigenschaften, all' dies kann kein Zufall sein....
man sieht an der Leistungs-, Energiebilanz, daß die Summanden der Gleichungen aus einem organischen Teil und einem kinetischen Teil bestehen
es musste mit der relativistischen Energie/Masse gerechnet werden, da die Geschwindigkeit sehr hoch war, keine Vereinfachung möglich......(E=m*c^2)
Ich hoffe,dies ist alles richtig, wie immer, sollte jemanden ein Fehler
auffallen, dann bitte ich dies mir mitzuteilen.....!