Competencia contra
¡ Nuestro Ninja Solar !
Calcular la energía convertida físicamente en diferentes deportes.
Aquí, tú y tu clase proporcionarán información sobre su rendimiento atlético en diversos deportes y juegos. Calcularemos la energía física convertida, compararemos su rendimiento con un sistema fotovoltaico pequeño y visualizaremos las cantidades de energía.
Selecciona aquí los deportes que han jugado juntos. Puedes acceder a la entrada de parámetros de un deporte haciendo clic en la fila correspondiente de la tabla. Los demás deportes se mostrarán contraídos. Si eliminas un deporte de las etiquetas de selección, se eliminarán todas las entradas que hayas creado para él.
Sportart | Produzierte Energie [Wh] | Energie durch PV [Wh] |
|---|
Texto de error
¿Durante cuánto tiempo pueden operar los diferentes consumidores?
Y otras comparaciones
Una lámpara LED de 6W:
0 minutos
0 minutos
Una aspiradora de 650W:
0 minutos
0 minutos
Un secador de pelo de 2000W:
0 min
0 minutos
Un servicio de streaming como Netflix:
0 minutos
0 minutos
Ducha caliente:
0 minutos
0 minutos
Tu propio dispositivo à
Vatio:
0 minutos
0 minutos
Hervir los siguientes litros de agua:
0 l
0 l
Experimental: Avanzado
Aquí puedes ver cómo cambia la energía convertida mecánicamente dependiendo de cómo cambien los parámetros de entrada (controles deslizantes).
Así que esta es una manera de inspeccionar las características que hemos implementado.
El eje x siempre representa el parámetro que se "giró" por última vez.
La energía se calcula para la selección de deporte actualmente activa.
Calculado para: {sport}
Cambio de energía
Distancia recorrida
Peso
Número de participantes
Tiempo requerido
Número de juegos
documentación
La energía real que el cuerpo debe gastar para moverse (eficiencia del trabajo muscular) siempre se ignora. La mayoría de las energías resultan de la suma de la energía cinética y el trabajo contra el campo gravitacional terrestre. Este último se calcula utilizando supuestos que determinan el número de pasos N en una distancia. Combinada con la altura de elevación del pie, h , la energía total se calcula en la mayoría de los casos como E = 1/2 mv^2 + Nmgh.
La velocidad se considera (salvo indicación contraria) como la velocidad promedio durante el intervalo de tiempo. A continuación, enumeramos nuestras suposiciones:
Descargar xlsx
Carreras de corta distancia:
Frecuencia de paso de 4/s
El pie se eleva 50 cm con cada paso.
Carrera de media distancia:
Frecuencia de paso de 3/s
El pie se eleva 20 cm con cada paso.
Carrera de larga distancia:
Ancho de paso fijo de 0,8 m
El pie se eleva 5 cm con cada paso.
Fútbol americano:
Un jugador corre 10.000 m por partido.
Un jugador acelera 10 veces cada 5 minutos. Cada sprint dura 4 segundos y recorre una distancia promedio de 10 metros.
Al correr: ancho de paso 1 m, el pie se levanta 15 cm con cada paso
Al correr: ancho de paso 1,5 m, el pie se levanta 40 cm con cada paso
50 arranques y paradas por jugador a lo largo del juego (si un jugador corre 5 m dos veces a la misma velocidad, calculamos su energía cinética como dos veces 1/2 mv^2 para cada sección de 5 m, no como una vez 1/2 mv^2 en 10 m)
Baloncesto:
Un jugador corre 4.000 m por partido.
Un jugador acelera 10 veces por minuto. Cada sprint dura 3 segundos y recorre una distancia promedio de 5 metros.
Al correr: ancho de paso 1 m, el pie se levanta 15 cm con cada paso
Al correr: ancho de paso 1,5 m, el pie se levanta 40 cm con cada paso
80 paradas y arranques por jugador a lo largo del partido (ver explicación del fútbol)
Montar en bicicleta:
-
Calculamos la potencia media requerida en función de la velocidad recorrida leyendo valores del diagrama de potencia-velocidad en https://www.leifiphysik.de/mechanik/arbeit-energie-und-leistung/ausblick/energie-und-leistung-beim-fahrradfahren y ajustando un modelo de potencia entre potencia y velocidad en km/h a los valores leídos.
Saltar la cuerda:
Frecuencia de salto de 2/s
Altura de salto 5cm
Para calcular el consumo energético de streaming, utilizamos un valor de P_stream = 6500W (fuente: https://energiemarie.de/energietipps/stromverbrauch/streaming, del 12 de noviembre de 2023).
Para duchas calientes, suponemos que una ducha de 7 minutos con 91 l de agua consume 3,5 kWh (ver fuente: https://www.enex.me/blog/wie-viel-energie-braucht-duschen ), lo que corresponde a una potencia de P_duschen = 30 kW.
Para calcular el consumo de agua hirviendo, observamos que la energía necesaria para un aumento de temperatura de ΔT es E = m*c_m*ΔT. Aquí, c_m es la capacidad calorífica específica del agua y M es su masa. Suponemos un aumento de temperatura de 80 grados Celsius, lo que significa que el agua está a temperatura ambiente antes de hervir, T_0 = 20 grados Celsius. El aumento de temperatura corresponde aproximadamente a ΔT = 350 K. Esto nos permite calcular el consumo de energía por masa y, dado que 1 kg de agua equivale aproximadamente a 1 l, el consumo de energía por litro se aproxima a 1 463 350 J/l.
Actualización de la documentación, 9 de septiembre de 2024:
En las carreras de corta y media distancia, también calculamos el trabajo contra la resistencia del aire. Este se calcula multiplicando la fuerza por la distancia, utilizando la ecuación de arrastre (véase https://en.wikipedia.org/wiki/Drag_equation) como fuerza. Usamos 1,3 como coeficiente de arrastre para los humanos y 180 cm x 30 cm para su superficie.
Además, ahora calculamos la frecuencia de paso en función de la velocidad en todos los deportes de carrera (ajuste exponencial): cuanto mayor sea la velocidad, menor será la frecuencia de paso, mayor será el ancho del paso en el mismo intervalo de distancia.