攀岩中的科學

前幾天我到一家體育館的室內攀岩場攀岩，我平常很少有機會從事這項活動，所以這次的經驗讓我覺得很有趣。我上一次攀岩已經是4年前的事了，所以我幾乎忘記攀岩是什麼感覺了。因為不常從事這項運動，所以我的技術很差，雖然有成功攀上難度較低的牆壁，但是到難度較高的牆壁時就沒辦法登頂了。幾次的嘗試都失敗了!到後面因為手實在是又酸又無力，只好放棄挑戰。回去之後，因為不服輸的個性，我一直思考要如何才能有效率的攀岩，等到下次又有機會攀岩時，就能成功登頂。根據教練的說法，攀岩主要是要靠腳來支撐身體的重量，在往上移動的過程中，要盡量用腳的力量將身體向上推。如果太依靠手臂的力量，爬到最後會因為手太過疲累而無法繼續往上爬。聽了教練的這一段話後，我很好奇的試了一次，發現用腳的力量爬的確比較容易。但是我在會加後仍然想要想辦法正實這格理論，因為當下在試的時後有可能只是我的心理作用讓自己認為用腳的力量讓攀岩更容易。

在看了一些資料後，我可以確信教練的話不是隨便說說的。首先，我們可以看看下面的圖表。這個圖表顯示出男生和女生上下半身的肌肉比例。從圖表中可以看出，下半身肌肉的比例明顯的比上半身高。如果在攀岩的時後藉助下半身的力量，的確可以使攀岩更輕鬆，因為下半身的肌肉量較高，能夠輸出更多的力量，也比較不容易疲勞。









(上面2個圖表分別為不同年齡的人的大腿以及手臂肌肉量，從圖中可以明顯看出大腿肌肉量高於手臂肌肉量)

上面的兩個圖表正明了下半身比上半身更有力，所以在攀岩時借助下半身的力量絕對是既有效率又正確的選擇。

除了攀岩的技巧，我還想探討一件事-------攀岩時需要消耗多少能量?
我們都知道游泳和一些有氧運動會消耗身體大量的能量，那麼攀岩呢?
想要算出攀岩需要多少能量，我們就要引進一個能計算出物體位能的物理公式。
在引進公式前，我要先介紹一下什麼是位能。位能，簡單的來說就是用來表示將某一物體從低處移動到高處所需要的能量。因為地球的地心引力，將任一物體從低處往高處移動時都需要抵抗這個引力。在物體移動過程中所需要施加的力量轉換成用能量的形式表現後我們就可以知道此物體的位能增加多少。在計算位能時，我們必須要訂出一個基準平面，在這個基準面上的任何位置，位能都是零。這裡，我們把地面當成這個基準面，所以人站在地面上時所具有的位能是零。訂出基準面後我們就可以開始計算地面上的人要登頂所需要耗費的能量是多少。這個時後，我們可以引進一條計算位能的公式:  U(位能) =m(質量)*g(重力加速度)*h(高度(公尺))來幫助我們算出位能。這裡的計算就以我當天攀岩的情況來當例子吧。
我的體重是82kg 重力加速度就以 9.8 來計算，當天攀岩場最高的高度為12公尺。

也就是說，我登頂所需要花費的能量是 82*9.8*12=9643.2焦耳    這個大小的能量能讓15瓦的白熾燈泡發亮10分鐘左右。也能將2kg左右的水從攝氏0度加熱到攝氏100度。

攀岩是個很有趣的活動，其背後也有很多有去的科學。以上就是攀岩中的科學，希望大家喜歡。