La potenza si può esprimere come lavoro espresso nell'unità di tempo. Nel caso di un essere umano bisogna innanzitutto itendersi su quale potenza muscolare si misura. Infatti, si è parlato tanto di biciclette, quanto di sollevamento pesi che sono due condizioni diverse in relazione ai gruppi muscolari attivati. Ci sono poi le potenze muscolari di picco e quelle più durature e - anche qui - si tratta di condizioni diverse, perché differenti sono le modalità di attivazione delle fibre muscolari.
Detto questo, il modo più semplice e rappresentativo per misurare la potenza umana è quello di riferirsi alla
salita su una rampa di scale. In questo caso i gruppi muscolari impiegati sono prevalentemente quelli delle
gambe, potenti e meglio confrontabili con il lavoro di un cavallo.
Si procede in questo modo:
1 - Si misura il peso del soggetto
2 - Si misura il dislivello verticale coperto
3 - Si misura il tempo richiesto per salire
Ovviamente, il peso è quello che è, ma si può fissare il dislivello e rilevare il tempo oppure fissare il tempo e rilevare il dislivello. E' la stessa cosa in linea di principio. Non è però la stessa cosa relativamente ai risultati ottenuti, in quanto la risposta muscolare (diversamente da quella di un motore) varia in funzione del fatto che lo sforzo sia
intenso o
protratto.
Nota importante: il lavoro viene compiuto
contro la forza gravitazionale ed è per questo che va rilevata la differenza di quota e non il tragitto. C'è una dissipazione per
attrito tra scarpe e scalini, ma per semplicità la si può trascurare. Tanto, è l'ordine di grandezza che interessa.
La potenza è data dal peso per il dislivello diviso per il tempo. Ovviamente, il valore varierà in funzione delle capacità individuali e, come detto, dal fatto che lo sforzo sia breve o lungo. I risultati migliori su intervalli di circa 10 secondi si attestano sui 400 W, ma stiamo parlando di sportivi allenati e quindi con una buona resa muscolare. Su intervalli di 5 secondi si possono raggiungere i 1000 W. Per soli 2 secondi un uomo forte può esprimere più di 2 kilowatt, poco meno di 3 CV, circa come una lavastoviglie.
Attenzione, questa è la potenza resa dall'essere umano, non quella
assorbita metabolicamente (a partire dai mitocondri delle cellule) che è superiore. Infatti, sebbene la macchina muscolare abbia un'ottima efficienza, buona parte dell'energia chimica resa disponibile va persa nell'ambiente in forma di
calore. Non per niente si suda: il sudore è demandato a smaltire (prima per conduzione poi per convezione) il calore prodotto in eccesso che potrebbe danneggiare le cellule.
Il
rendimento muscolare intrinseco è circa il 25%; come dire che 3/4 dell'energia liberata vanno persi. Eppure, è ancora poco rispetto a quello che dissipa un motore a combustione interna. Inoltre, quel rendimento del 25% può essere migliorato in funzione di
come si muovono gli arti e i tendini (che sono elastici e quindi in grado d'immagazzinare e poi restituire l'energia).
Durante la marcia il rendimento può giungere al 60% per il modo efficace in cui la forza viene trasmessa a terra. Durante la corsa il rendimento scende al 40%. Durante la salita della rampa siamo sul 30-35%, ma dipende anche da quanto è inclinata la rampa stessa, fattore che non incide - come si diceva - sul lavoro da compiere, ma che incide sulla maniera in cui si muovono i tendini e si scarica la forza sul suolo.
Morale: il miglior rendimento si ottiene camminando (di buona lena), ma la potenza massima si esprime su una rampa, anche se con maggiore dissipazione calorica. La potenza umana di picco (mantenibile per circa 1-2 secondi) si aggira sui 3 CV.
Quanti cavalli ha un cavallo??
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Modalità lineare
