Adam Smith, básicamente tienes razón sobre el potencial y la energía cinética en general, y sin duda estarías en lo cierto si la pregunta fuera sobre una bicicleta, que debes esforzarte para subir una colina, pero que puedes permitir descender cuesta abajo.
Sin embargo, falta un punto clave. Si quieres caminar en lugar de rodar cuesta abajo, aún tienes trabajo por hacer. No estás simplemente “yendo con la corriente” o dejando que la gravedad te lleve. Para caminar por una colina empinada (y mantener un ritmo moderado y no rodar o deslizarse cuesta abajo), debe gastar energía desacelerando , resistiendo la aceleración de la gravedad. Debes hacer un trabajo negativo para caminar cuesta abajo.
Los músculos que usa para desacelerar experimentan lo que se llama una contracción excéntrica. Es decir, se están alargando en contra de la dirección en la que ejercen la fuerza. http://en.wikipedia.org/wiki/Mus…
Aquí hay un video que muestra un ejercicio que usa la contracción excéntrica como terapia física.
Hay una excelente discusión de este efecto en el libro de Stephen Vogel, Prime Mover: A Natural History of Muscle . Está en la página 26 (que puede depender de su edición). Si le interesa la ciencia de lo que está sucediendo aquí, le recomiendo que lea este libro, o al menos este capítulo, por usted mismo.
Vogel describe un experimento en el que dos bicicletas estacionarias están conectadas para que los dos pilotos se encuentren uno frente al otro. Las cadenas también están conectadas, de modo que si un ciclista pedalea hacia delante, el otro conjunto de pedales retrocede al mismo ritmo.
Algo interesante sucede si le pides a la persona que se mueve hacia atrás que simplemente se resista al movimiento de la persona que viaja hacia adelante. La persona que pedalea hacia atrás, resistiendo el movimiento, puede hacerlo fácilmente, mientras que la persona que pedalea hacia adelante se agota rápidamente. Estados Vogel, “Trabajando en un laboratorio … el primer piloto [pedaleando hacia adelante] utilizó 3.7 veces más oxígeno que el segundo [pedaleando hacia atrás y resistiendo el movimiento del primer conductor]”. Tenga en cuenta que usar más oxígeno es un buen indicador del uso de más calorías.
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Los músculos que se alargan a medida que se contraen (contracción excéntrica) pueden desarrollar más tensión de la que tienen cuando se acortan a medida que se contraen (contracción concéntrica) o manteniendo la misma longitud a medida que se contraen (contracción isométrica). Los músculos en contracción excéntrica son mucho más eficientes que los músculos en la contracción concéntrica. Puede bajar un peso más pesado de lo que puede levantar, y los entrenadores y fisioterapeutas lo saben y lo aprovechan.
Vogel continúa: “Caminas cuesta arriba con una eficiencia del 25 por ciento. Caminas cuesta abajo (en un experimento) con una eficiencia del -118 por ciento”. Por el número negativo, quiere decir que estás ejerciendo energía para hacer un trabajo negativo, para resistirte a caminar mucho más rápido (o caer o rodar o lo que sea).
En otras palabras, todavía estás gastando energía para caminar cuesta abajo, pero no tanto como lo gastas para subirla.
Solo porque no estés quemando tantas calorías caminando cuesta abajo como arriba, no significa que no sea agotador. La mayoría de nosotros no estamos entrenados en el uso de nuestros músculos de esta manera, y puede dañar temporalmente los músculos que no están acostumbrados. El resultado, que sin duda ha experimentado, es el dolor muscular y la fatiga, que generalmente se manifiestan un día después del esfuerzo físico. Me sorprendió lo dolorido que me sentí el día después de caminar con el perro entusiasta de un amigo y de jalar la correa todo el camino. La fatiga sana, sin embargo, y el entrenamiento en actividades con contracciones excéntricas ayuda. Cuando escuche a la gente decir que caminar cuesta abajo es más difícil que caminar, esta es probablemente la razón.
Actualice la pregunta de dirección en los comentarios (si caminar cuesta abajo es más o menos eficiente que caminar en el nivel).
Esto es algo que se ha medido, por lo que para ir con la parte anterior “¿Qué está pasando?”, Aquí hay datos reales y empíricos del Journal of Applied Physiology. Encontrarás el artículo completo aquí: http://jap.physiology.org/conten…
El gráfico superior es el costo de energía de caminar y el gráfico inferior es el costo de energía de correr. Los gradientes negativos significan descenso. Como puede ver, el costo mínimo de energía es cuando se dirige hacia una colina moderada. Sin embargo, es lo suficientemente empinado, y de hecho puede consumir más energía para caminar cuesta abajo que caminar en el nivel. Caminar o subir una colina sigue siendo el mayor costo de energía.
Estos resultados tienen sentido intuitivo también. Un descenso moderado te ayuda. Un descenso más empinado te obliga a trabajar para resistir ir demasiado rápido.
