Potentiel/mekanisk energi

Vi skal kende:
- trappens lodrette højde fra hvor personen starter med at løbe, til der hvor personen slutter løbet
- personens masse
Gør brug af energibevarelsessætningen
  E_kin + E_pot = konstant.
 

Vi kan vurdere at hun vejer ca. 60 kg, at den lodrette højde fra en afsats på trappen til den næste er ca. 5 m og at hun ca. vil være 7 s om at løbe denne distance.

Hvis vi desuden antager at hun løber med konstant hastighed, dvs. ΔE_kin = 0, så har vi

ΔE_udnyttet = ΔE_pot = mgΔh = 60kg * 9,82m/s² * 5m = 3 kJ

Effekten svarer så til

P = ΔE/Δt = 3kJ / 7s = 0,4 kW

Men så skal vi huske på at det er kun den udnyttede del af effekten. Der sker et stort energitab fra den kemiske energi hun indtager i form af mad til den effekt hun faktisk udøver. Man siger vist at virkningsgraden for musklerne er ca. 20%. Dvs.

η = P_udnyttet/P_omsat  <=>

P_omsat = P_udnyttet/η

P_omsat = 0,4 kW / 0,20 = 2 kW

En chokoladebar (Mars, Twix osv.) indeholder ca. 900 kJ. Så hun skal løbe op ad trappen i 

900 kJ/ 2kW = 450s ≈ 8 min

for at forbrænde sådan en.