🏃人体运动力学 - 跳跃高度、走跑速度、骑行功率、肌肉杠杆计算

如何使用人体运动力学

1. 1选择标签页：跳跃、步行与跑步、骑行功率或人体杠杆
2. 2输入体重、身高等基本数据，拖动滑块设置跳跃高度、速度、坡度、肘角或下蹲深度
3. 3查看结果卡片和动画、图表；部分画布可以直接拖动（如拖动手改变肘角）
4. 4需要时切换预设（星球重力、骑姿、路面、著名爬坡、运动项目）对比不同情形

常见问题

怎么从跳起高度算出蹬地的力？

离地速度 v = √(2gh)，跳 45 cm 约 2.97 m/s。若蹬伸距离（下蹲深度）为 d，并假设这段时间匀加速，加速度 a = v²/(2d)，平均地面力 F = m(g + a) = mg(1 + h/d)。体重 70 kg、蹲 35 cm 跳 45 cm，平均地面力约为体重的 2.3 倍。真实的力随时间变化，峰值更高。

为什么走得太快就会自然改为跑步？

步行时支撑腿像倒立摆，身体重心在腿上方走一段圆弧，需要向心加速度 v²/L，而它只能由重力提供，所以 v²/L ≤ g，即弗劳德数 Fr = v²/(gL) ≤ 1。腿长 0.93 m 时上限约 3 m/s（11 km/h）。实测人在 Fr ≈ 0.5（约 2.1 m/s）就会改为跑步。月球重力只有 1/6，最大步行速度降到约 1.2 m/s，所以宇航员改用跳跃前进。

跑一公里消耗多少热量？

按 ACSM 跑步方程，跑步的净耗氧约 0.2 mL/kg/m，每升氧约 5 kcal，即净能耗约 1 kcal/kg/km，与速度关系不大。70 kg 的人跑 5 km 大约净消耗 350 kcal，加上静息代谢略多一些。步行的净能耗约为它的一半。个人差异和地形都会带来误差，结果只作参考。

骑车时功率主要花在哪里？

在平路上，空气阻力随速度平方增长、功率随速度立方增长，30 km/h 以上通常占 80% 以上；滚动阻力只占一小部分。爬坡时则是重力占大头，功率体重比（W/kg）决定爬坡速度。降低 CdA（压低身体、趴把）对平路速度最有效，减轻体重对爬坡最有效。

为什么肱二头肌要用几百牛的力才能端起 5 kg？

前臂是第三类杠杆：肘关节是支点，肱二头肌止点离肘只有约 4 cm，而手离肘约 35 cm。力矩平衡要求肌肉拉力约为重物重量的 35/4 ≈ 9 倍，5 kg 物体需要约 490 N。这样费力，换来的是手的移动速度和幅度是肌肉收缩的约 9 倍。