Påstående: Usain bolt spenderar 92 % av sin energi åt att övervinna luftmotstånd

Knappast.. Den mesta utav energin går åt att accelerera massan i hans kropp. Att sedan bibehålla hastigheten är en annan sak. Då går det ju åt energi för att det är friktion mellan kroppen och luften, och sedan så krävs det energi för att hålla honom uppe ifrån marken då gravitationen drar ned han. Sedan lite försumbara förluster i muskler och leder. Men den absoluta majoriteten av energin han gör av med går åt att accelerera kroppen.

Han väger 94 kg och har toppat 12,4 m/s (mätt mellan 60- och 80-meterssträcket på 100 m lopp), källa. Det blir 7,2 kJ.

Nu får du räkna resten.

Sedan ska vi nog inte ta med förluster i muskler och leder, ffa inte i musklerna. Kroppens verkningsgrad i omvandlingen kemisk energi absorberad från mat och omvandlad till energibäraren ATP --> mekanisk energi är bara 18-26 %, vi kan kanske anta att vid extrem ansträngning som hos herr Bolt möjligen något högre. Källa. (Räknar man förlust i omfandlingen föda --> ATP blir det betydligt sämre och vid lättare arbete ännu värre då vi har rätt hög tomgångsförbrukning.)

Här är snarare frågan hur mycket av den redan utvecklade mekaniska energin som går åt för att övervinna luftmotståndet respektive andra faktorer.

Det är ju denna och endast denna kraft som driver honom framåt. Friktion mellan fot och mark är ju för det mesta ingen inbromsande kraft utan en framåtdrivande kraft. Denna friktionskraft är ju vad som driver Bolt framåt.

Tvek. Men springer man i nerförsbacke så är detta en bromsande kraft såklart. Men tänk nu efter på vad det faktiskt är som driver Bolt framåt. Friktion mellan fot och mark.

Håller med dig helt och hållet. Här är de otydliga, såvida jag har förstått det rätt. Kan ju vara vi som har missat något också.

Och han är mycket snabbare! Luftmotståendet är väl rätt ofta direkt proportionellt mot hastigheten i kubik om jag minns min laboration rätt.

Intressant observation! Kan inte annat än hålla med.

Luftmotståndet mätt som kraft är proportionell mot hastigheten i kvadrat. Då effekt är kraft gånger hastighet ökar exponenten med ett så effekten för att övervinna luftmotståndet ökar med hastigheten i kubik.

Energi är tvetydigt i detta fall, menar man energi per tidsenhet så kan man lika gärna säga effekt och den berodde ju på v³ men menar man energi per sträcka så blir det bara v².

Ser att det där blev lite otydligt kanske. 7,2 kJ som gått åt att accelerera kroppen alltså.

Ja och om du läser artikeln jag länkade så ser du att de visar att det går åt ~75 kJ för att bekäma luftmotståndet. Så, ja 92% av energin går till att bekämpa luftmotståndet.

Men skulle det förbättra hans tid märkvärdigt mycket om det inte fanns något luftmotstånd? Det blir ju inte lika ansträngande, men hur mycket snabbare skulle han egentligen kunna förflytta sina ben, om ens något? (snackar <=100m sträckor)

Skulle vara intressant att se experiment på detta, men hur man skulle lyckas genomföra experimentet vet jag inte.

Han skulle kunna ta mycket längre steg, så nog skulle det gå fortare allt!

Mitt "vetenskapliga" filter säger mig att du har rätt. I det matematiska underlaget finns en felaktighet som leder till fel antaganden.

Tittar man rovdjur så märker man tydligt att den begränsande parametern inte i första hand är storleken på luftmotståndet utan djurets rent fysiologiska konstruktion. Man märker det om man jämför t ex geparder och leoparder. Dessa avviker inte signifikant från varandra rent viktmässigt. En leopardhona är viktmässigt något större än en gepardhanne, frontarean i springande ställning skiljer sig inte signifikant.

Vad som skiljer är däremot en gepards och en leopards fysiologiska konstruktion när det gäller att accelerera och springa fort.

Det som begränsar en gepards löphastighet är inte luftmotståndet utan den maximala steglängden och den aktuella muskelmassan som förmår geparden att sträcka ut benen och behålla steglängden.

Med andra ord är vi inne på trav. Mäter man upp dom bästa hästarnas maximala steglängd så framgår det tydligt att deras steglängd är något längre än andra hästars och dom har dessutom teknik och muskelmassa för att behålla steglängden under hela loppet.

Den förre Elitloppsvinnaren Victory Tilly hade en steglängd som var 10-15 cm längre än övriga hästars steglängd. 10-15 cm låter inte mycket men multiplicera 10-15 cm med antalet steg en häst tar under ett lopp så inser man att det blir flera meter in i mål.

För att återgå till Bolt...Bolts styrka är hans fysiologiska konstruktion och det är den som hindrar honom från att springa snabbare. Visst, luftmotståndet vid 80 meter (av 100) är en faktor som inte är helt ointressant men inte heller utslagsgivande.

Då skulle begränsningen vara hur snabbt han faktiskt kan veva på benen, vilket jag inte har en aning om

Uuuh, jag orkar inte registrera konto bara för att läsa en artikel. Då ska de säkert ha ens e-postadress och sedan blir man tvungen att köpa ett par strumpor i månaden till överpris i resten av livet.

Man fan, är det så enkelt de har räknat? Siffrorna stämmer ju precis om du säger att de beräknat luftmotståndet till 75 kJ (totalt för 100 m-lopp antar jag) men man kan ju inte räkna så. Om nu 75 kJ för luftmotståndet stämmer så utgör det 92 % av summan accelerationsenergi+luftmotståndsenergi men då har man ju missat allt annat motstånd som knappast är försumbart.

Det är som att säga att en traktor som plöjer en åker 1 km i 10 km/h gör av med xx % av bränslet på luftmotstånd och yy % på acceleration men glömma att den drar en plog.

Om övriga förluster i fallet Bolt skulle vara ens i närheten av försumbara så skulle han efter att ha accelererat till topphastigheten 12,4 m/s i medvind med samma hastighet (alltså kroppen gör 0 m/s genom lufthavet och därmed inget luftmotstånd (förutom det svårberäknade luftmotståndet mot svängande extremiteter)) kunna springa vidare så fort hur långt som helst. Blotta medvinden skulle göra att världsrekordlöpning är lika ansträngande som att sitta hemma i soffan och skriva om det. Det är det inte.