¿Cuál es la cantidad de energía quemada por un ser humano promedio cuando mueve una caja 50N por 5 metros?

Esta pregunta tiene una respuesta teórica, que se calcula fácilmente, y una respuesta práctica, que es más difícil de calcular. Supongo que la caja se mueve verticalmente hacia arriba.

La mecánica de los libros de texto nos dice que una caja que pesa 50N y se mueve 5 metros hacia arriba requiere una energía total de:

fxd = 50 x 5 = 250 J.

En la práctica, la persona que realiza el levantamiento también tendrá que mover su cuerpo una distancia máxima de 5 metros. Eso requeriría mucho más trabajo que levantar la caja.

Si se supone que la persona tiene una masa de 70 kg, que es un tamaño promedio, su peso será de unos 700 N (g = 10 N / kg).

También se puede suponer que la persona promedio puede levantar la caja a través de 2 metros sin el uso de una escalera de mano. Tendrían que mover su cuerpo a través de los 3 metros restantes utilizando una escalera, que es un trabajo además de levantar la caja.

La energía requerida para subir la escalera es:

fxd = 700 x 3 = 2,100 J.

Este es un trabajo realizado además de elevar la caja a través de 5 metros.

Por lo tanto, el trabajo total realizado es

250J + 2,100 J = 2,350 J.

Sin embargo, el ser humano promedio no es tan eficiente como la respuesta sugiere. Habrá energía “quemada” además de esta cantidad calculada.

Es práctico decir que requeriría al menos 2,350 J.

Imposible de contestar.

Podemos asumir que el humano promedio está en la tierra, pero más allá de eso, tenemos que empezar a hacer muchas suposiciones más dudosas.

El humano promedio no se encuentra en un vacío ideal sin fricción, por lo que el tamaño y la forma de la caja son importantes.

No sabemos si la caja se está moviendo hacia arriba, hacia abajo o hacia los lados. Puedo cargar una caja 5 metros arriba y ponerla en un alféizar, luego empujarla. El hecho de empujarlo hacia afuera consumirá mucha menos energía que la de subir las escaleras, pero en ambos casos se mueve 5 metros.

No sabemos qué tan rápido se está moviendo. Si quiero mover esa caja más rápido, usará más energía.

No tenemos un marco de referencia. ¿Relativo a la tierra? ¿El sol? El centro de la galaxia. ¿Qué hay de la deriva continental? En algunos lugares se podrían mover 5 metros en unos 30 años.

Contabilidad. ¿Estamos hablando de la energía para mover solo la caja, o la caja y la persona / vehículo que la porta?

¿Incluimos energía de vivir? Respiración y similares. Si es así, puedo tomar la caja de 2 metros, dejarla por un mes, luego cargarla los últimos 3, y tomará mucha más energía que si lo hago todo en pocos segundos …

Entonces, la respuesta podría variar enormemente. Podría recoger mi caja de 50 N con un montón de otras cosas y mover un total de 1000 N 5 metros verticalmente hacia arriba, para 5000J.

O podría agarrar una caja 50N mientras esquiaba, y continuar 5 metros sin ningún esfuerzo notable, prácticamente sin energía