物理学的に仕事量ゼロなのに、なぜ人は重いものを持ち続けると疲れるのか

Alice in the git stash @koteitan

筋肉ってなんで重いものを持つ仕事量ゼロの動作に疲れが生じるんだろうね

さぁもん@ワクチン² @thermon36

@koteitan ぶっちゃけ、筋肉は疲れない。疲れを感じるのは脳だから。

Alice in the git stash @koteitan

@Hari1000Bom じゃあ脳で。なんで脳は疲れるんだと思います？

さぁもん@ワクチン² @thermon36

@koteitan これという確証はないけれども、交感神経が緊張しっぱなしだとか、体力気力が少なくなったとか、筋肉の場合は疲労物質が溜まってきたとか？

Alice in the git stash @koteitan

@Hari1000Bom なので、なぜそれを感じるようになっているのか、というのが元の問いですね。神経切って無痛にしちゃえばよかったじゃん、なんでそうなってないの、っていう問いかけです

さぁもん@ワクチン² @thermon36

@koteitan 痛覚神経や疲れを感じる回路が何故あるかというと、自己保全のためですね。 それがないと限界以上にパワーを出して体を損傷したり、怪我に気づかなかったりするから。

Alice in the git stash @koteitan

@Hari1000Bom でも仕事しないんですよ。エネルギー消費がないはず。

Alice in the git stash @koteitan

@Hari1000Bom パワー、出てないんですよ

Alice in the git stash @koteitan

@Hari1000Bom ハンガーって夏の間ずっと冬用コートを文句を言わずに保持し続けてるじゃないですか。それは保持に仕事が掛からないからで。人間はなぜそうじゃないんだろうなって。

さぁもん@ワクチン² @thermon36

@koteitan 物理学的には「仕事」はしてないけれども、筋肉にとっては「重力に逆らって物を持っている」という負荷がかかっているので、エネルギー消費してるんですよ。

Alice in the git stash @koteitan

@Hari1000Bom 負荷ってどういう単位の物理量ですかね。計算合わなそうですよ

さぁもん@ワクチン² @thermon36

@koteitan 負荷なので「力」の物理量、つまりニュートンですね。 それに耐荷重や剛性も関わってくると思います。 筋肉の場合は、物を持ち上げ続けるのに緊張し続けないといけないので、物を持って同じ高さを維持し続けるだけでもエネルギーを使うわけです。

Alice in the git stash @koteitan

@Hari1000Bom 緊張し続けることにエネルギーを使うのはどういう原理なんでしょうね。何ニュートン出すのに何カロリー使うんでしょう

さぁもん@ワクチン² @thermon36

@koteitan 具体的な数値はわかりませんが、筋肉は力学的エネルギーのほかに熱生産でエネルギーを使っているので、仕事をしていない状態でもエネルギーを使っている、ということになりますね。 sprint-condition.info/category10/ent…

Alice in the git stash @koteitan

@Hari1000Bom ありがとうございます。そのページの主張だと重いものを持ってじっとしているとエネルギーを消費しなくて、軽いものを持って移動し続けると熱が発生するのでエネルギー消費すると書いているので逆だと思います。運動にエネルギーを消費するのは納得できるんですよ。

長谷川由紀路🤍🏹 @ailinko

@koteitan @Hari1000Bom ハンガーの場合、重力に対抗してるのが全て分子間力だけれど、腕の場合、荷物を挟み込む指が分子間力でつながってないので、筋力を使うのではないか。加えて重心の制御に筋力を使うと思われます。

Alice in the git stash @koteitan

@ailinko @Hari1000Bom 問題はその筋力の正体は何かっていうことですね。より長い時間持つとより疲れるのがなぜなのか物理学上説明がついてないんですよね。ハンガーは時間に関係なくエネルギー消費ゼロですよね。

結城浩 @hyuki

理系の高校生向けの問題。「物理学で、仕事は力と変位の内積ですよね。重い荷物を持って立っているだけでは変位が0ベクトルですから、物理学でいう仕事は0のように思えます。でも、どうして疲れるのですか」と物理ガール🔰に聞かれたら、なんと答えますか。

Alice in the git stash @koteitan

twitter.com/hyuki/status/5… これと全く同じ問い。誰も答えられてない

さぁもん@ワクチン² @thermon36

@koteitan @ailinko 筋力＝筋肉の収縮力、でしょうか。 鉄アレイを持ってトレーニングをするなどの場合は、筋肉は収縮と弛緩を繰り返すので、筋力の低下は無視できる程度でしょうが、同じ筋肉が収縮しっぱなしだと、だんだん収縮の維持ができなくなってくる＝疲れる、ということではないかと。

Alice in the git stash @koteitan

@Hari1000Bom @ailinko エネルギー消費に繋がるところの説明をお願いします

Alice in the git stash @koteitan

@ailinko @Hari1000Bom これはそんなに難しい話じゃないと思うんですよね

Alice in the git stash @koteitan

川の上流に向かって泳ぐ例が一番近い気がした

Alice in the git stash @koteitan

@ailinko @Hari1000Bom 電磁気力が働くのはオッケーです。エネルギー消費が生じる理由を説明してください

じぇいそん@巨 @D13jason2

@koteitan 筋肉は構造上完全に同じ大きさの力を出し続けることができません。 なので筋力は荷物にかかる重力付近の大きさで微妙に振動しているはずです。 そのため巨視的には静止していても微視的には運動しているためエネルギーを消費する。 と言う感じではないでしょうか？