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夏になって、水着になる機会があると、ダイエットを考える人も出てくるでしょう。この時に、カロリー計算を考えるでしょう。本を調べれば、どの運動がどのくらいのカロリーを消費するか載っていますが、自分で計算をしてみましょう。
日常の運動は、物理では、仕事として定義できます。仮に体重50kgの人が１階から２階に上がったとしましょう。この時のカロリーを計算します。仕事は、次の式で計算することができます。
仕事＝力×距離
体重50kgの人を上に上げるには、50×9.8＝490N（Newton）の力が必要です。２階から３階までの距離が3.6mならば、仕事は次のようになります。
490×3.6＝1764J(Joule)
1J＝0.24cal(caloryカロリー)なので、
1764×0.24＝423カロリー
となります。
一方、人は、運動しなくても、じっと寝ているだけでもカロリーを消費します。基礎代謝と言われるものです。これを考えてみましょう。1カロリー(cal＝calory)とは、1gの水を1℃上昇させるに必要な熱量のことです。われわれ人間の体には、多くの水分を含んでいます。体重50kgの人の80%が水分だとすると、50×0.8＝40kgが水分になります。気温が20℃の場合、体温を37℃にまで上げるには、
40000×(37-20)＝680000カロリー(cal)
必要です。680kcalですね。一般に成人の一日の基礎代謝は、1200kcal〜1500kcalだと言われています。水は、比熱が大きいので、一度温度を上げれば、簡単に下がらないので、これぐらいで済むのでしょうね。この計算からすると、体重が重い人ほど、寒いときほど、カロリーが必要なことが分かります。
基礎代謝に比べて、運動で消費するカロリーは、それほど多くないことが分かります。何しろ、階段を上っても、0.423kcalなんですからね。上で計算した680kcalを消費するには、階段を上る運動を約1600回繰り返さないといけないことになります。大変ですね。
はじめの式を使って、日頃自分が行っている運動のカロリーを計算して欲しいのですが、気をつけないといけないのは、この式が成り立つのは、力の向きと移動する向きが同じ場合に成り立つということです。向きが違う場合には、三角関数を使って力を分解しなければなりません。
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