【生体力学】同じ距離を歩いても背が高い人は体重1kgあたりの消費エネルギーが少ない

◇同じ距離を歩いても背が高い人は体重1kgあたりの消費エネルギーが少ない

人間が歩いたり走ったりするときに消費するエネルギーを古典力学でいう「仕事」としてとらえると、
強い追い風・向かい風や急な坂での重力など、外力の影響による違いは多少あるかもしれませんが、
基本的には消費エネルギーは「質量（体重）×移動距離」に比例するはずです。
単純に考えれば、同じ人が時速8kmで30分歩いても時速4kmで1時間歩いても移動距離は
同じなので消費エネルギーは等しく、重い荷物を持って歩けばその分消費エネルギーは増え、
身長150cmで体重50kgの人と身長170cmで体重50kgの人が同じ距離を歩けば、
体重と移動距離が同じなので消費エネルギーは等しいはず、ということになります。

しかし、実際には背が高い人と背が低い人では、背が高い人の方が体重あたりの消費エネルギーが
少ない「燃費のいい」歩き方をしていて、歩くことによる消費エネルギーを計算するには体重と移動距離
だけでなく身長もファクターとして取り入れる必要があることが明らかになりました。

詳細は以下から。
WHY BIG PEOPLE WALK MORE ECONOMICALLY THAN SMALL PEOPLE -- Knight 213 (23): i -- Journal of Experimental Biology
http://jeb.biologists.org/cgi/content/short/213/23/i

なぜ背の高い人は燃費がいいのか？その秘密はストライドの大きさにあることが、南メソジスト大学の
臨床生理学と生体力学の准教授Peter Weyand博士らの研究により明らかになりました。
「脚が長いから効率がいい」と言われると当たり前のことのように思えるかもしれませんが、
歩く際の体重あたりの消費エネルギーの身長による違いを検証しその理由を解明した研究は
これが初めてです。

生物の代謝率（体重あたりの基礎代謝）は体重の3/4乗に比例するというクライバーの法則は
人間にも当てはまり、小さな子どもほどじっとしているときに1グラムの細胞、1kgの組織あたりが
使うエネルギーは大きくなっています。これには、若い個体では成長のためにエネルギーが
使われることや、大きな成体より小さな成体の方が体重に占める構造質量の割合が大きい
ことが関係していると考えられています。脂肪などの貯蔵質量はほぼメンテナンスコストが
かからないのに対し、構造質量に含まれるのは心臓や脳、消化器など機能を維持するのに
エネルギーを使う組織です。また、ほ乳類などの恒温動物では、大きな動物の方が熱容量が
大きく体重あたりの表面積が小さい（ベルクマンの法則）ため体温維持に使う体重あたりの
エネルギーが小さいとも言われています。
（>>2以降に続く）
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

▽記事引用元　GIGAZINE
http://gigazine.net/index.php?/news/comments/20101115_tall_people_walk_economically/

（>>1の続き）

では、じっとしているときの基礎代謝でなく、運動に使われるエネルギーではどうなのでしょうか？
背が高い人は、小さな子どもや背が低い大人とくらべ、体重1kgあたりの消費エネルギーが少ない
「効率のいい」運動をしているということは、以前から経験則的に言われてきたことです。
これを検証するため、Peter Weyand教授はBaylor College of Medicineの研究者らと協力し、
5歳から32歳までのさまざまな体形（体重15.9kg〜88.7kg、身長107cm〜183cm）の男女の
歩行を分析しました。

Weyand教授らはまず、被験者が秒速0.4mから秒速1.9mの速度でトレッドミルの上を歩く様子をビデオ撮影し、
同時に酸素吸入量と二酸化炭素排気量も測定しました。呼吸した酸素と二酸化炭素の量により歩行中に
合計でどれだけの熱量を使ったかを計算でき、そこから基礎代謝（じっとしていても消費される熱量）を
引くことで、歩行に必要なエネルギーを求めることができます。

次に、歩幅やペース（時間あたりの歩数）、一歩あたりで足が地面に着いている時間の割合など、
被験者の「歩き方」を分析したところ、身長が違う被験者でも「歩き方」は変わらないということが
明らかになりました。これは、身長110cmの5歳児を身長2mに拡大すれば、身長2mの大人とまったく
同じ歩き方をするということで、水泳やマラソンなどのスポーツでは泳ぐのや走るのが「うまい」
アスリートは一般の人とくらべ消費エネルギーの少ない「無駄のない」動きをしているといいますが、
普通に歩く分には子どもと大人、背が低い人と高い人の間で「うまい下手」の違いはないということになります。
背が高い人は歩くのが上手だから燃費がよい、というわけではないのです。

Weyand教授らは次に被験者それぞれがもっともエネルギー効率のよいペースで歩いているときの、
一歩あたりのエネルギー消費量を比べ、身長に関係なく一歩あたりに必要なエネルギーは等しい
ということを発見しました。そして、被験者の身長とある距離を歩くのに必要な最小エネルギーを
プロットしたところ、傾度がほぼマイナス1の、きれいな直線の逆比例のグラフを得ることができたそうです。

つまり、A地点からB地点まで1000歩でたどりつくことができる人と、同じ距離を移動するのに
1200歩かかる人では、1200歩の人のほうが歩数が多い分だけエネルギーを消費することになります。
子どもと散歩していて、すぐに疲れて「抱っこ」と言ってくることがあるかもしれませんが、
甘えたくて疲れたふりをしているわけでも、無駄な動きが多いためすぐ疲れるわけでもなく、
同じ距離を歩いても大人より歩数が多いので疲れるのが早いとも考えられるようです。

この発見に基づきWeyand教授らのグループでは身長・体重・移動距離により消費エネルギーを
求めることができる等式を導き出したそうです。この式は現在のところそれぞれの人が最も
エネルギー効率のよい歩き方をした場合の消費エネルギー、つまりその距離を歩くのに必要な
最小の熱量を求めるものですが、今後あらゆる速さに対応できる計算式もつくっていきたいとのこと。
「医療の現場での臨床応用性もあり体重管理に役立つほか、代謝率は戦場での兵士の生理学的状態に
影響するため、軍も興味を示しています」とWeyand博士は語っています。

世界的に見ると日本は肥満人口が少ないと言われていますが、食習慣や生活習慣にくわえ、
日本人の脚の短さもわずかながら肥満率の低さに貢献していたりするのかもしれません。

（引用ここまで）

hydeが↓

チビでデブな奴なんて科学的に存在しないんや！

デブチビのお前らｗｗｗｗ

競馬の世界ではとっくに常識

仮に身長100mの巨人が歩いたら、消費エネルギーはどうなるんだ？

そんな当たり前の事を
ここまで分析しなくても・・・

>>南メソジスト大学の 臨床生理学と生体力学の・・・・
なんか、もっともらしいこと言っているようだが当然だろうに。
身長（長さ）が1.1倍の人間は
面積（放熱する表面積等）は、1.1の2乗で増えるし
体積（体重）は、1.1の3乗で増える。
距離は、長さなんだから1.1/(1.1の3乗)で計算すれば
１を切るのは当然だろ。

↑と、つぶやいた

＞日本人の脚の短さもわずかながら肥満率の低さに貢献していたりするのかもしれません。

ｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗ

座高の高い人は背が高くても。足が短いのでorz

おれ足長いってよく言われるけどスーツの裾がダブルに出来なかったり
ジーンズのレングスが足りなかったり、平均を逸脱すると不便な事も多いぞ

それと人種の背丈の分布の間にどうゆう関係が？

イトカワから岩石を持ち帰る時代なのにこんなことがやっと分かったのか

マラソンランナーはみんな小柄だぜ
某一流大会を沿道でずっと見てたけど平均以上の日本人はゼロ
白人で最高175ぐらいだったな

>>7
つま先が音速超えてうずくまるんじゃね？

話の趣旨は変わるが、チビってどのくらいから言うんだろうな？

１５０ｃｍ以下？　いや１６０ｃｍ以下か？

日本人は股関節が弱いから足が伸びない

何故だ？
大きくて重い物が移動するには小さな物が移動するより大きなエネルギーが必要なハズじゃないか？

じゃあチェホンマンとかがマラソンに出たら世界記録を出すんだな？

>20
同じ体重の長身と短身で同じ移動距離比較でしょう
１歩当たりの消費エネルギーに大きな差がでないと歩数で差がつくんじゃね

>7
身長100ｍとかだと引力の関係で大型恐竜並みに中空骨などになるだろうし
人類とは別体型の生命体だろうね
そうなると基礎代謝エネルギーは低くなるから移動距離当たりの消費エネルギーは少さくなるかと

なんつうアカデミックなスレｗ
マラソンは別の要素が強いんだろうね。
空気抵抗とか、持久力は体重に比例しないとか。

高さが同じで傾斜の違う坂の上からボールを転がしたとき
坂を下りきったときにボールの持つ運動エネルギーは

おっと誰か来たようだ

帰ったようだ

同じでもそこまでの時間が違うとかいろいろあるんだよ

1[hyde]

＞基本的には消費エネルギーは「質量（体重）×移動距離」に比例するはずです。

　中学校からやり直せ！　まあ、移動方向が上方なら正しいがな。

ガリバーの事

このタイトルでオチがあるとは…

なんか草食恐竜が大きい理由と説がかぶってるなとおもた。

マラソンランナーも大きくなったな
いまや180センチなんてざら。
ちびっこランナーが大活躍した日本女子なんて根性世代の最終生き残り。
短距離も2メートルに近いボルトの登場だ。


これからは本来のマラソン向き体型の高身長選手の時代ですね。

子供が疲れやすいのは歩数よりも
単に体力差のほうが大きいと思うんだけど

ドクター中松の靴は消費量が少なそうだなｗ

短足なやつほど太りにくいということね
短足なやつほどマラソンが苦手ということね

歩行時の上下運動が主なエネルギー消費になるんだろうか
歩数が少ないほど省エネ

平均身長
ドイツ人174.5cm
フランス人173
イラン人173
日本人172.15
シンガポール人171
.
韓国人170.8
以下小人民族
北朝鮮人164.9
中国人164.8

＞基本的には消費エネルギーは「質量（体重）×移動距離」に比例するはずです。

これ書いた人は高校時代で既に物理がダメだったんだって分かる。

>>20
テコの原理を思い出してみよう。
重さは変わらないけど支点と力点の距離が変われば
使うエネルギーが変わる。

歩くという動作はもっと複雑だけど、似たような物。

背が高いと低燃費なのか？

自分がノッポガリなのは座高が高かったからなのか

>身長150cmで体重50kgの人と身長170cmで体重50kgの人が同じ距離を歩けば、

そりゃこの条件だと体脂肪率が明らかに違うだろうからな

ということは、靴底を高くすれば消費カロリーは抑えられるわけですね。

>>41
超筋肉モリ男クンなのかもしれない

でも背が高い人はその分体重も多いんですよね

座高が高い人は

・踏み込んだ足が着地する直前に、骨盤をそれまでよりやや後方に傾けて(傾け過ぎないこと！)、
なるだけ歩幅を伸ばす
・着地したら、腹筋(腹直筋＋腹斜筋)を使い、後ろに遅れている上半身をグッと前に引き出す
それと同時に、宙に浮いているほうの足も前に出していく
・離陸する。それまでに、骨盤が前傾した状態に戻す

これを繰り返すと、ストライドを伸ばす事が出来る。但し、腹筋全体が十分に強くないといけない
1000歩走れば、腹筋に1000回も張力が加わる事になる

日頃から竹馬に乗ってる俺は更に低燃費

【巨神】　200cm以上
【巨人】　190cm以上
【デカイ】184cm　1.04%　
【高い】　183cm　1.56%　(欧米では６フッターと呼ばれここからが長身)
【高い】　182cm　2.35%　
【高い】　181cm　3.47%　(男子からみた理想身長)
【高い】　180cm　5.00%　(オランダ平均身長世界一)
【高い】　179cm　6.95%
【高め】　178cm　9.42% (女子からみた理想身長)
【高め】　177cm　12.26% (米国男子平均身長2000)
【高め】　176cm　16.09%
【高め】　175cm　20.71%
【やや高め】174cm　25.87%
【やや高め】173cm　31.43%
【やや高め】172cm　37.89%
【普通】　　171cm　44.45% (平均的な身長)
【普通】　　170cm　51.54% (平均身長。日本人で一番多い)
【普通】　　169cm　59.21% (平均的な身長)
【やや低め】168cm　65.42% 亀田3号
【やや低め】167cm　71.13% 亀田2号
【やや低め】166cm　76.70% 亀田1号
【低め】　165cm　81.76% 中居
【低め】　164cm　86.27%
【低め】　163cm　89.83%
【低い】　162cm 92.70% 山本kid
【低い】　161cm 94.94%
【低い】　160cm 96.64% 国母
【チビ】　159cm以下 97.79% hyde 99・岡村 156cm
【ドチビ】154cm以下 99.67% 爆笑問題・田中 154cm
【こびと】149cm以下 99.93% 猫ひろし 147cm

　　　　　　 />
　　　　　　//
　　　　　_//_
　　　　(ﾟ∀ﾟ　)　　203cmの俺に平伏せドチビ共
　　　　ヽ　39|
　　　　 |　　　|
　　　　 |　　　|
　　　　 し ⌒Ｊ

移動に消費されなかった分のエネルギーは、腰への負荷として残ります


腰痛ﾂﾗｲﾖｰ

マラソンでケニア人が強いのは、膝から下が細くて軽いからという
研究があったはず

「身長が高い人」 じゃなく 「足が長い人」だろ
普通はアンガールズみたいなんじゃなきゃ身長が高い奴は体重も重い

同じ体重60kg
180cmで座高100cm(足の長さ80)170cmで座高70cm(足の長さ100)
なら、おそらく短足の180より、脚長の170のが、エネルギー効率いいぞ

182以下は障害者だろ

>>47
hydeがのってないぞ

>>53
身長より視力の心配をしろよ

>>53
集中力もだな

�@秋　田　161.91cm 51.23kg　09全国体力テスト中学男子2位　テスト参加率100%
�A青　森　161.40cm 51.74kg　09全国体力テスト中学男子28位　テスト参加率59.4%
�B北海道 161.09cm 50.83kg　09全国体力テスト中学男子44位　テスト参加率98.0%
�C新　潟　160.91cm 49.63kg　09全国体力テスト中学男子5位　テスト参加率74.1%
�D山　形　160.63cm 50.31kg　09全国体力テスト中学男子12位　テスト参加率85.7%
�D宮　城　160.63cm 50.53kg　09全国体力テスト中学男子18位　テスト参加率95.4%
�F富　山　160.61cm 49.69kg　09全国体力テスト中学男子19位　テスト参加率100%
�G岩　手　160.58cm 50.38kg　09全国体力テスト中学男子6位　テスト参加率100%
�H石　川　160.42cm 49.17kg　09全国体力テスト中学男子7位　テスト参加率100%
10東　京　160.39cm 49.41kg　09全国体力テスト中学男子46位　テスト参加率62.9%
11福　島　160.09cm 49.84kg　09全国体力テスト中学男子32位　テスト参加率85.7%
12徳　島　160.04cm 50.27kg　09全国体力テスト中学男子37位　テスト参加率100%
13福　井　160.02cm 49.03kg　09全国体力テスト中学男子3位　テスト参加率100%
14鳥　取　159.87cm 48.57kg　09全国体力テスト中学男子9位　テスト参加率100%
14神奈川 159.87cm 48.30kg　09全国体力テスト中学男子41位　テスト参加率72.0%
16茨　城　159.83cm 49.50kg　09全国体力テスト中学男子1位　テスト参加率100%
16奈　良　159.83cm 48.72kg　09全国体力テスト中学男子47位　テスト参加率100%
18滋　賀　159.80cm 48.09kg　09全国体力テスト中学男子10位　テスト参加率100%
19千　葉　159.79cm 48.65kg　09全国体力テスト中学男子4位　テスト参加率85.9%
19京　都　159.79cm 48.35kg　09全国体力テスト中学男子21位　テスト参加率100%
21埼　玉　159.73cm 48.55kg　09全国体力テスト中学男子8位　テスト参加率100%
21群　馬　159.73cm 49.33kg　09全国体力テスト中学男子17位　テスト参加率93.6%
23香　川　159.64cm 49.33kg　09全国体力テスト中学男子15位　テスト参加率100%
24三　重　159.56cm 48.31kg　09全国体力テスト中学男子34位　テスト参加率100%
25大　阪　159.51cm 48.51kg　09全国体力テスト中学男子43位　テスト参加率90.0%
26岐　阜　159.48cm 48.45kg　09全国体力テスト中学男子11位　テスト参加率100%
26兵　庫　159.48cm 47.92kg　09全国体力テスト中学男子40位　テスト参加率59.5%
28静　岡　159.47cm 48.19kg　09全国体力テスト中学男子14位　テスト参加率34.7%
28和歌山 159.47cm 49.14kg　09全国体力テスト中学男子45位　テスト参加率100%
42広　島　159.06cm 48.54kg　09全国体力テスト中学男子23位　テスト参加率100%
43宮　崎　158.99cm 48.81kg　09全国体力テスト中学男子13位　テスト参加率100%
44佐　賀　158.98cm 48.39kg　09全国体力テスト中学男子20位　テスト参加率100%
45島　根　158.88cm 47.59kg　09全国体力テスト中学男子27位　テスト参加率100%
46山　口　158.83cm 47.79kg　09全国体力テスト中学男子33位　テスト参加率100%
47沖　縄　158.82cm 48.66kg　09全国体力テスト中学男子22位　テスト参加率100%

>>47には日本人の平均身長は170�pと書いてあるのに
>>56を見る限り日本人の平均身長は159〜160�pぐらいの件

中学生のデータなんじゃね

>単純に考えれば、同じ人が時速8kmで30分歩いても時速4kmで1時間歩いても移動距離は
>同じなので消費エネルギーは等しく、重い荷物を持って歩けばその分消費エネルギーは増え、
>身長150cmで体重50kgの人と身長170cmで体重50kgの人が同じ距離を歩けば、
>体重と移動距離が同じなので消費エネルギーは等しいはず、ということになります。

これが間違ってるので、おかしなことになってるだけで、高校レベルの物理の知識で説明できるよ。

人は筋肉による骨格の往復運動で進む。
この場合の一歩に要するそれぞれの筋肉の力は
f=ma m=それぞれの筋肉が動かすべき質量　a=加速度
一歩に要するそれぞれの筋肉の仕事量は
w=fs ｓ=筋肉の動かすべき長さ
それぞれの筋肉の仕事量の総和をWとすると同体重の人間の１歩に要する
仕事量Wは加速度とそれぞれの筋肉の動かすべき長さに依存し変化する。

体重が同じで同距離を同歩数で歩いたと仮定し筋肉の動かすべき長さがほぼ同じであれば
加速度aにより変化することになる。

つまり足の長い人が短い人にあわせゆったりとして歩を運べば消費カロリーは少なくなるだろうことは容易に想像できる。

まあここまで読むやつは居ないだろ。
外人が物理化学苦手なのが多いのはかまわんが、大学進学率50%超えの日本人でこんなレベル記事の簡単に信じ込むやつが居るのは困ったもんだ。

170�p以下の男は奇形

>>56
上位9位までが米所だな　摂取カロリーの影響か

1歩の歩幅55cm・1分間に120歩、で訓練を受けたことがあるが、
身幹順で後方の者ほど、きつかろうと思った事が有った。

>>56
鹿児島は？

私が骨が華奢なわけでもないのに食べても全然肥らないのは、背が低くて脚が短いからですかそうですか。

ジャンピングシューズを使った場合の考察がされていない点で研究は未完

平均身長

日本人約172cm






朝鮮人約164cm
中国人約164cm

小人民族小人人種、朝鮮人は小人、中国人は小人

>>16
動歩行と走るはまた重さの関係が変わってくるんじゃないかな
動歩行だと体重もある程度エネルギーのプラス要因にできるが
走る場合体重はエネルギーのマイナス要因にしかならない
とか

じゃぁ、あのでかい恐竜達は効率良かったんか？

とてもそうは思えんな。

ドラえもんは、非効率な人間型ロボットってこと？

>>67
もうちょっと科学版らしい推測は出来ないのか？
既に>>59で出てるけど、体重増えれば当然仕事量は増えるし早く走るには筋力がいる。
軽い方が仕事量も筋力も少なくて済むけど、付けられる筋肉は体重が多いほど増える。
そのバランスが良いからだの大きさがあるってことだ。

中国人朝鮮人は奇形

体を運ぶ事に必要なエネルギーは同じでもストライドが大きい方が手足を上げる
回数が減って効率面からロスが少なく運動量も押さえられて燃費が良いって事か

>なぜ背の高い人は燃費がいいのか？その秘密はストライドの大きさにあることが、南メソジスト大学の
>臨床生理学と生体力学の准教授Peter Weyand博士らの研究により明らかになりました。

．．．おそらく、人類最初に二足歩行した奴も気がついていただろうな。w

当たり前だと思っていても調べてみたら実は因果関係が無かったという事もあるわけだし、
ちゃんと調べる事は非常に大切な事。

>>66
本当なの？
日本人男性って平均そんなある？イメージ的には中国人のがデカいイメージある
栄養の差もあるんかな

南部の中国人は小柄
また、地方の少数民族では未だにタンパク質不足の地域もある

なんか最初の前提が物凄く大雑把すぎないか？

大雑把というより明らかな誤りだ。

>>37
俺はカーリングのストーンになって滑って行くぞ

維持するためのエネルギーは？
これは高いバッテリー積んでるハイブリッド車の燃費が良いのと同じ話じゃないの？

>>75
身長高いんだね
ttp://www2.ttcn.ne.jp/honkawa/2188.html

明治時代、ドイツ人医師ベルツの調査による日本人成人男性の身長（ｃｍ）
２０代　１５８．８
３０代　１５９．２
４０代　１５９．９

江戸時代生まれの方が若干高身長

間違えた

明治時代、ドイツ人医師ベルツの調査による日本人成人男性の身長
２０代　１５８．８ｃｍ　幕末生まれ
４０代　１５９．９ｃｍ　後期生まれ

第二次大戦直後、ソビエト人レヴィン調査による
日本人成人男性の平均身長１５９．８ｃｍ

近代はあまり変化がない。

身長低い人の方がすぐ空腹になりやすいという事？

176で52キロの俺は相当燃費良いんだろうな
まあ体力が無いから意味ないが・・・

"同じ体重"

>>61
生物は北に行くほど大きくなる傾向がある
だから国内でもわずかながら差が出るのだろう

読まずにレス
歩幅がでかいからあたりまえだろ

身長170cm以下の奴は奇形

同じ体重なら、背が低い方が疲れる？

>>56
岡山は？
他にも何県か見当たらないんだけど？