운동하다가 갑자기 이해가 안 가서 여따 물어봄
근육을 써서 물건을 들면 체내 화학에너지가 물건의 중력퍼텐셜에너지(+열에너지 등)로 전환되는 과정을 거침.
그리고 물건을 들고 가만히 있으면 물건은 근육이 들어올리는 힘과 중력이 평형을 이루어서 정지상태에 있게 되는건데 이때에도 근육에서 물질대사(화학에너지 소모)는 평소보다 활발함.
근데 근육이 아닌 밧줄 같은거로 물건을 걸어놨을땐 에너지를 소모하지 않고 힘의 평형을 유지하는 반면, 근육으로 힘의 평형을 유지할땐 에너지를 사용하고 에너지가 고갈되면 평형이 무너짐.
여기서 드는 의문점 - 힘의 평형을 이루고 있는 동안 물체에 해준 일은 0인데 추가로 소모한 화학에너지는 도대체 무슨 에너지로 전환이 된건가? 왜 다른 힘(전자기력, 중력 등)과 달리 힘을 유지하는것 자체로 에너지를 소모하는가?
이과 남고생쟝은 머리가 터질것 같아와요
근육을 써서 물건을 들면 체내 화학에너지가 물건의 중력퍼텐셜에너지(+열에너지 등)로 전환되는 과정을 거침.
그리고 물건을 들고 가만히 있으면 물건은 근육이 들어올리는 힘과 중력이 평형을 이루어서 정지상태에 있게 되는건데 이때에도 근육에서 물질대사(화학에너지 소모)는 평소보다 활발함.
근데 근육이 아닌 밧줄 같은거로 물건을 걸어놨을땐 에너지를 소모하지 않고 힘의 평형을 유지하는 반면, 근육으로 힘의 평형을 유지할땐 에너지를 사용하고 에너지가 고갈되면 평형이 무너짐.
여기서 드는 의문점 - 힘의 평형을 이루고 있는 동안 물체에 해준 일은 0인데 추가로 소모한 화학에너지는 도대체 무슨 에너지로 전환이 된건가? 왜 다른 힘(전자기력, 중력 등)과 달리 힘을 유지하는것 자체로 에너지를 소모하는가?
이과 남고생쟝은 머리가 터질것 같아와요
보존력이 작용하는 특정조건에선 운동에너지가 0인상태에서 에너지가 보존되지만. 이상황이 아니면 보존이 안되기때문에 어떤일이든발생가능하다고 보면될듯. 인간이라는 생물이 그 에너지를 어디에 븅신같이 쓰는지는 모름
어떤 물체가 바닥에서 뭔가를 소모해서 비보존장(공기저항+중력)에 의해 올라갔다가 다시 바닥에 내려왔을때는 그 에너지는 일부 물체의 온도로 변함. 인간의 세포들을 물체로 포함시킨상황이면 사실 세포들은 지속적으로 칼로리를 소모시키면서 비보존장 속을 움직임. 그러면 근육수축과 혈액 순환및 심박수로 에너지 사용되면서 사람의 온도가 상승
일은 가한힘이 물체의 변위에 어떤영향을 끼쳤나인데 물체는 정지했으니 일이 0인건 자명하고 에너지 차원에서 보면 mgh로 하여금 자유낙하해야되는데 사람이 반대로 잡아서 정지해준거니 -mgh만큼 에너지를 가해줬다 해석 ㅇㅇ
단순히 물체 하나, 그리고 중력/전자기력만을 포함시킨 상황은 단순함. 고딩때도 배우는 역학적 에너지 보존에 의해 정지시킨 물체의 총에너지가 보존되기때문에 에너지를 가해서 현상유지를 할 필요가 없음
물건입장에선 사람이 잡아주는걸 외력이라 생각할테니까 저항력으로서 F=mg-μ라고 생각하면 되는거 아님? 어차피 저 상황에서 전자기력이야 너무 미시적이니까 패스하고 중력본다면
그니까 질문자가 궁금해하는건 그런 논리로 봤을때 물체가 가만히 있어서 F총합이0 이니 일의 양은 0이어야하는데 왜 인간은 에너지를 소모하냐는거지
F=mg-μ=0이라고 본다면 mg의 주체는 지구 μ의 주체는 사람 이걸 에너지차원으로 올려서 mgh+integral(-μdx)=0 결국 사람이 사용한 에너지는 -mgh라고 해석하면 안됨? μ=장력처럼 ㅇㅇ
그건 지면으로부터 h높이까지 드는 과정에서 소모하는 에너지고, 이미 든상태에서는 가만히 있으니 s=0이고, w= fs=0 인데 들고만 있는데 왜 그걸 유지하기 위해 에너지를 소모하냐는거
파워로 따지면P=Fv 인데 물체는 정지했으니까 P=0 이니 파워가 필요없는데 왜 인간은 그걸 드는데에 파워를 공급해야하냐는걸로 이해하면될듯
좀더 간단하게 생각하면 사람대신 어떤 질량체가 중력반대방향으로 물체를 끌어당긴다고 생각하면 당연히 시메트릭한 결과이고 질량체와 지구 각자 퍼텐셜에너지도 절댓값은 같을거아님 여기서 질량체가 준 퍼텐셜에너지만큼 사람이준걸로 해석해도 되지 않을까요? 그게 -mgh인거고
사람이 가한걸 외력으로 보면 비보존력이 되니까
애초에 정지상태니 당연히 그냥 물체에 가해지는 힘이 0인데 일이고 뭐고 없네
결국 문제는 복잡하고 비효율적인 유기체인 인간을 포함시켰기 때문에 발생했던것임
이거 활주설(아직 theory)임 여기서 근육이 물체를 들어올려 림줘 고정하는 순간에도 액틴과 미오신이 붙었다 떨어졌다 반복한다고 합니다. 근육이 수축할때랑 동일한 작용을 함 이게 등장성수축(isovolume)이라함 여기 액틴과 미오신 운동에 ATP소모 또한 나머지는 우리 체온으로 변함요
그리고 인체의 화학반응에서 하나만 일어나는 경우 없음 전부 coupling reaction이라 atp생성을 위해서 atp가 소모되듯(당분해)현상유지를 위해서도 atp는 계속 소모되어요. na 펌프도 계속 돌려야하니까(기초대사라는것 들어보셨죠?: 질문한것은 열역학2법칙까지도 설명되는 훌륭한보기임)
등장성 수추, 등척성 수축을 조금더 공부하고 보면 무슨말인지 이해갈듯요.
아 그러니까 우리가 근육을 수축시킨채로 정지했다고 생각할때 근섬유 규모에선 수축과 이완을 하는 중이라는거죠?
등장성(isotonic) 등척성(isometric=isovolume) 오타있네요. 폰으로 적어서 죄송
ㄴ 좀 긴데 수축이완은 일어나지 않아서 등척이라 합니다. apt가 adp로 될때 활주가 일어나는데 이때 활주는 안일어나는 운동이라고 보시면 될듯 제가 이야기하기보다 교과서에 등장등척성 수축을 보는게 나을거에요.
이...이게 머..머선..