私が走る自転車の馬力と排気量

質問

自転車散歩を楽しんでいるものですが、どうでも良いことが気になってしまい、色々調べてみましたが、よく判りません。結局は人間の馬力になるのですが、自転車の重量も関係しそうで、ご存知の方があれば、ヒントでもいただけないかと質問させていただきました。

1）排気量は肺活量か心臓の容積か、どちらが妥当でしょう。肺活量なら３０ｃｃ程度でしょうが、心臓の容積は調べられませんでした。
2）馬力はさっぱりわかりません。
辞書で調べると、一秒単位の運動量と有りますが、加速力とか瞬発力に関係があるのでしょうか。
自分自身に関するデーターが有りませんから一般的な数値のわかるサイトなど万一ありましたらお知らせください。

回答No.1

noname#6737 · ベストアンサー

排気量はエンジンの燃焼室の体積で、ここでガソリンを燃やして（爆発させて）その圧力でピストンを動かして、それを回転力に変えています。
人間で言うなら筋肉の量が排気量に相当するでしょうね。
心臓はエンジンオイルのオイルポンプかな？もしくは燃料ポンプ。
肺は燃料と空気を混合するキャブレター（最近の車はコンピューター管理のインジェクション、電子燃料噴射）でしょうか。

回転軸を回転させる力、これを「トルク」といいます。
トルクが大きいほうが重い物を動かせます。
しかし、トルクには時間の考えがありません。
１トンの車を１メートル動かすのに３時間かかったら、それは高性能なエンジンではありません。
そこで、トルクに時間の考えを組み合わせたのが「馬力」です。
一般的に使われている馬力の単位「ｐｓ」は、１ｐｓ＝７５ｋｇｆ・ｍ/ｓ
つまり、７５キロの物を１秒間で１メートル移動させる力が１馬力です。

もっとも簡単に馬力を測る方法があります。
シャーシダイナモという、タイヤでローラーを回すことでエンジンの馬力を測る機械があります。
これに自転車を取り付ければ人間の馬力を測ることが出来ます。
数年前にモーターサイクルショー（バイクのモーターショー）でこのイベントがあり、
私は１．３４馬力でした。

お礼

なるほど、勘違いしていましたね。
しかし、筋肉の量を測るのは大変そうですね。
＞私は１．３４馬力でした。
私も計ってみたかったですね、ザンネン。

時速４キロで歩く７５キロの人間は１.１馬力、時速４０キロで走る７５キロの自転車は１０馬力程度になるのでしょうか。
大変参考になりました、有難うございます。

回答No.4

noname#6737

＞時速４キロで歩く７５キロの人間は１.１馬力、時速４０キロで走る７５キロの自転車は１０馬力程度になるのでしょうか。

なりません。それは「運動エネルギー」ですね。
エンジン馬力とは違う考えかたです。

自転車に乗っても、歩いても、人間の力に変化はありません。
自転車に乗ったら１０倍パワーアップするわけではありません。

３０ｋｇの重りを背負って屈伸運動が出来る人が、
自転車に跨った状態なら３００ｋｇの重りを背負って屈伸が出来るか。できません。
３０ｋｇのままです。

長い階段を登るとします。
一段一段登っていく人間の力に変化はありません。登っていくことで力強くなったりはしません。
これが馬力です。
しかし、一階から物を落とした場合と、１０階から物を落とした場合では、その衝撃は遥かに違います。
これが位置エネルギー。
自転車は平行移動ですから、運動エネルギーとなります。
その物体が持っているエネルギーですね。

自転車のに乗ると速く走れるのは馬力が上がったからではなく、足の力を運動（移動）に換える効率が、歩くよりも良いからです。
同じ距離を移動するのに必要な消費カロリーは、歩く場合の１/５と言われています。

スピードが出るということは、人間の力を運動エネルギーに変えて蓄えるということになるでしょう。
そして運動エネルギーは、空気抵抗やブレーキで減少し、自転車が止まることで０に戻ります。

お礼

うひゃ～（驚きの連続）違うんですか。
人馬一体というか、自転車に乗れば馬力がアップして当然と思っていました。
ギァや「てこ」の原理の小学生並みの力学の勉強をやり直す必要がありそうで、うむむ（声なし）。

情けない話ですが、本当ですかぁ～？？
とりあえず、キツネに化かされたような気がしながらも、再度のご回答、本当に有難うございます。

回答No.3

Pesuko

まったく目的・結果が違うものだから排気量を人間に換算は出来ません。

仕事量として人間の馬力換算は平均的に０．７馬力程度。

瞬間的には１馬力ほどです。

以下のサイトから引用

人間の馬力というのは０．５～１．５馬力、１．５馬力出せる人は世界トップクラスのアスリート、一般人は０．７～０．８馬力程度らしい。ただ、人の馬力は時間と共に減少するのでこの値を上限に下降する。

http://www2s.biglobe.ne.jp/~casa/tokusyuu-0001.htm

お礼

あら～またしてもザンネン。

出来ないことを尋ねてしまい、申し訳のないことです。
それでも、平均０.７馬力と言うことですか。
自転車に乗ったときの馬力の変化が判ると良いのですが、参考のサイトは後で調べてみます。
有難うございました。

回答No.2

kuma56

1)排気量は内燃機関の場合になるので、人間に当てはめるのはちょっと無理ではないでしょうか。
例えば、モーターや原子炉などは、排気量という言葉は使いません。
これは、エネルギーの発生方法が違うからであり、人間の場合もまた内燃機関とは違う方法で力を発するので、排気量に換算するのは無理ではないでしょうか。

因みに、心臓や肺はエンジンに例えると、燃料や空気を体に送り込むので、キャブレターやターボ過給器などの補機に相当し、実際に力を発する筋肉がエンジン本体に当たるのかも知れません。

また、成人男子の方なら肺活量は3000cc～位有り、多い人は6000cc位にもなります。
30ccでは、普通に呼吸するだけでも苦しくなるのではないでしょうか。

２）馬力の方の定義としては、「75kgの物体を1秒間に1メートル動かす力」と言うことになります。
最近はSI単位計に統一されているので、１kW(キロワット)＝1.3596 PS(仏馬力) ＝1.341 HP(英馬力)←確かこんな感じになったと思います。
現実的に考えるのなら、人間が発生している力と、自転車に乗った状態で地面に伝わっている力に分けて考えないといけないと思います。

お礼

あれ、あれ、肺活量はミリの単位を勘違いして１００分の１にしたようで。
うん～ザンネン。
原付バイクみたいに、５０ＣＣ１０馬力といった表現がしたかったのですが。
お恥ずかしい限りで、ご指摘有難うございます。