Измерить мощность, развитую в упражнении, довольно просто, нужна рулетка и секундомер.
Со школьного курса физики нам известно:
Мощность – P = A / t [ Вт ], где
А - работа, А= F * s * cos ( f ), где
F – сила которая была приложена для перемещения, [Ньютонов];
s – расстояние перемещения, [метров];
f – угол между направлением силы F и перемещения s;
t – время выполнения, [секунд].
Сила - F = m * a [ Ньютонов], где
м – масса перемещаемого груза [кг];
а – ускорение движения [ ];
Ускорение - [
], (не равномерность движения мы упускаем) где
v , v 0 - скорости в начале и конце движения.
Так ускорение считают при горизонтальном перемещении объекта. При вертикальном, на уровне земли нужно учитывать ускорение свободного падения g = 9.8 .
Пример:
Замерим мощность 1-го подъёма штанги лежа.
Замеряв скорость в конце движения получим: v = 2 м/с ;
Скорость начала движения: v 0 = 0 м/с ;
Расстояние движения штанги: s = 0.3 метра;
Время движения t = 3 сек;
Масса штанги 100 кг;
Угол движения относительно приложенной силы: .
- Посчитаем ускорение:
;
- У скорение свободного падения:
;
- F1=m*a=100*0.667=66.7 Н;
- F 2= m * g =100*9. 81 = 981 Н;
- F = F 2+ F 1=1047.7 Н;
- Посчитаем выполненную работу: А= F * s * cos ( f )= 1047.7*3* cos (2п)= 3143.1 Дж;
- Посчитаем мощность, развитую при подъёме штанги: Р = А/ t = 3143.1/3 = 1047.7 Вт.
1 Вт = 0.00134 лошадиных сил;
Отсюда мощность в лошадиных силах:
Р=1047.7*0.00134=1.4 л.с
Хочу заметить, что рассчитывался только один подъём штанги, в реальных расчетах стоит учитывать также фазу опускания.
Давайте про лазанье по канату:
Подъем по канату чередуя руки без задержек.
Замеряв скорость в конце движения получим: v = 2 м/с ;
Скорость начала движения: v 0 = 0 м/с ;
Расстояние движения: s = 3 метра;
Время движения t = 3 сек;
Масса 75 кг;
Угол движения относительно приложенной силы: .
- Посчитаем ускорение:
;
- Ускорение свободного падения:
;
- F1=m*a= 75 *0.667= 50 Н;
- F 2= m * g =75*9. 81 =736 Н;
- F=F2 + F1= 786 Н;
- Посчитаем выполненную работу: А= F * s * cos ( f )=786*3* cos (2п)= 2358 Дж;
- Посчитаем мощность, развитую при подъёме штанги: Р = А/ t = 2358/3 = 786 Вт.
Нужно учесть, что работа потратится также на удержание равновесия на канате, для упрощения учтём это коэффициентом 1.01:
Р = 786*1.01 = 794 Вт
1 Вт = 0.00134 лошадиных сил;
Отсюда мощность в лошадиных силах:
Р=786*0.00134=1.064 л.с
Так рассчитывается только реально развитая мощность, максимально-возможную мощность так не рассчитать. В реальных упражнениях нужно анализировать максимальную мощность, а ее можно учитывать, только задавшись многими критериями, подробней здесь.