自行车并不能省功，为何却比走着省力？走路要花费很多额外的力气

走路省劲，还是骑车省劲？当然是骑车，否则自行车就没有存在的价值了。

自行车虽然是一种简单的代步工具，而且结构也并不复杂，但其却涉及到了很多物理学原理。我们都知道杠杆可以分为省力杠杆和费力杠杆，而自行车就是典型的费力杠杆。不过不要被“费力杠杆”这个称呼所迷惑，费力杠杆并不代表真的费力，所谓费力杠杆，指的就是在杠杆平衡的条件下，动力大于阻力，动力臂大于阻力臂。因为动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，所以费力杠杆表面上费了力气，实际上却省下了距离，归根结底还是省了力。具体到自行车的问题上来，就是主动轮大于从动轮，也就是脚踏上的牙盘大于后轮上的飞轮，以此实现增速。

借助于自行车这个费力杠杆，我们可以在时间相同的情况下，行进更远的距离，所以也就省了力，但自行车的省力不仅于此，即便是不考虑距离，只考虑时间，骑车依旧比走着省力，也就是说同样都是一个小时，走路一小时就要比骑车一小时更累，这又是为什么呢？

这其实是一件比较令人费解的事情，因为任何机械都是不可能“省功”的，只可能浪费更多的功，自行车也不例外，既然自行车不能省功，那么在相同时间下，骑车也就不可能比走路省力。很显然，理论结果与现实情况并不相符，这说明有一些问题被我们忽略了。

从宏观角度来看，走路的确比骑车省功，但人体本身也是一个机械，这个机械会在我们看不见的地方做功。

所谓做功，就是能量由一种形式转化为另一种形式的过程，它要求物体在力的方向上发生移动。从做功的定义上来看，提一桶水上2楼就是做功了，而提一桶水走2公里就是没做功，因为提水桶时力是向上的，所以前者在力的方向上移动了距离，而后者没有。这个结论并没有错，但同样是基于宏观视角作出的结论，而实际上提着一桶水向前走，虽然没有做功，但依旧很累，为什么呢？因为表面上我们没有做功，但我们身体内部的肌肉却一直在做功。

为了能够提着水桶，人体手臂内的细肌丝一直在粗肌丝上滑动，而这种滑动是通过细肌丝上的“横桥”来拨动的，所以表面上人没有做功，实际上人体内的“横桥”一直在做功。

人保持任何的姿势都需要依靠身体的肌肉来实现，不同的姿势所调动的肌肉是不同的，走路时我们是站着的，而骑车时则是坐着的，显然，站着比坐着需要调动更多部分的肌肉，所以站着比坐着费力，走着自然也就比骑车费力。除了姿势浪费了额外的力气以外，走路时还一直在花费额外的力气对抗重力。在一条平直的公路上骑行时，我们是不需要对抗重力的，因为自行车始终是在向前方移动，而并没有向着与重力相反的方向，也就是上方移动，但走路就不同了。

当一个人两腿并拢竖直站立的时候，他的垂直身高是最高的，此时重心也是最高的。

当一个人迈开双腿向前行进时，他的垂直身高便会降低，所以重心也会随之降低。走路本质上就是一个人由双腿并拢到迈开双腿，再到双腿并拢的过程，在这个过程中，人体的重心会不断上下移动，当重心由下往上移动时，人就必须要为克服重力而做功，此时就要耗费额外的力气，这也是走路比骑自行车更为费力的原因之一。这就完了吗？当然没有，走路之所以比骑车更费力，还有第三个原因。

骑自行车是可以匀速运动的，但是走路不行。

从宏观角度来看，走路的确也可以是一个匀速运动，但如果我们将走路的过程拆分来看就有所不同了。我们走出的每一步都要经历速度变化，在我们的脚刚刚落地向下蹬踏的时候，此时的速度是最快的，之后速度便会下降，直到另一只脚落地蹬踏，又会再次加速。所以表面上看起来走路是一个匀速运动，但实际上它是一个加速运动，而且是一个反复的加速运动，我们都知道使一个物体加速需要消耗更多的能量，所以走路自然也就更费力气。现在我们就明白了，骑自行车虽然不能省功，但是由于走路要额外花费很多力气在其他的事情上，所以也就显得比较费力了。

更多内容请关注公众号：sunmonarch

本文链接：https://www.bjjcc.cn/kepu/45990.html，文章来源：科普之家，作者：科学信仰，版权归作者所有，如需转载请注明来源和作者，否则将追究法律责任！