La locomozione umana

La locomozione umana

25 Luglio, 2016

Le velocità massime nelle varie forme di locomozione umana vanno da un minimo di 8,5 km/h nel nuoto (50 m stile libero) fino a oltre i 70 km/h nel ciclismo su pista (200 m lanciati). La massima potenza muscolare, relativamente ad atleti di alto livello indipendentemente dallo sport praticato, non presenta differenze significative. Le differenze di velocità non possono, quindi, essere riferite solo alle caratteristiche dell’atleta, ma dipendono dal costo energetico correlato alla forma di locomozione. Il costo energetico (C) è la quantità di energia necessaria a coprire una distanza unitaria e si esprime generalmente (kJ*km-1).

Run

Nella locomozione su terra l’energia spesa dal soggetto per unità di percorso è utilizzata in parte per vincere la resistenza dell’aria, proporzionale al quadrato della velocità, in parte contro forze:
– gravitazionali;
– inerziali.
Nel primo caso: sollevare, abbassare accelerare e decelerare il centro di massa del corpo, nel secondo: lavoro del miocardio e dei muscoli respiratori. Un triatleta che corre i 5.000 m a una media di 4’ al km ha un costo energetico di 3,98 (kJ/m).

Bike

Nel ciclismo il costo energetico è influenzato da diversi fattori:
– caratteristiche del terreno e dei battistrada;
– velocità e direzione del vento
– densità dell’aria;
– posizione del ciclista;
– pendenza del terreno.

Quando il ciclista pedala in salita, il lavoro addizionale contro la gravità è dato dal prodotto della massa sollevata (ciclista + bicicletta) per il dislivello e per l’accelerazione di gravità. Conoscendo quindi la distanza percorsa, la pendenza del terreno e la massa totale, è possibile calcolare il lavoro esterno compiuto.

Swim

La capacità di eseguire correttamente la nuotata a stile libero permette una richiesta energetica per avanzare decisamente minore. L’energia spesa durante la nuotata permette di mantenere il corpo sulla superficie dell’acqua e genera la forza necessaria per vincere la resistenza che si oppone al moto. In questo caso, ricavare la formula relativa al costo energetico è estremamente complesso, perché oltre ai parametri di velocità e distanza percorsa diventa necessario inserire alcuni valori molto particolari. Il primo di questi è il Drag attivo, cioè la resistenza che si oppone all’avanzamento in acqua. Ha la dimensione di una forza (N) è può variare in base alla velocità da 50 a 123 (N). L’efficienza propulsiva è un altro indicatore fondamentale, può essere indicato come costante e si attesta a un valore di 0.39. Tenendo in considerazione che i calcoli riferiti al nuoto sono puramente indicativi, è comunque possibile fare una previsione relativa al costo energetico di un triatleta che nuota, ad esempio, i 100 m stile libero in 1.10.96. Il suo costo energetico è approssimativamente di 0,90 (kJ/m). È chiaro che più il nuotatore è veloce maggiore è il suo costo energetico.

In Pratica

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Ringraziamenti

Vorrei ringraziare per la preziossima collaborazione la dottoressa Paola Zamparo, il dotto Marco Bonifazi e il dottor Giorgio Gatta.

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