Fünf Kilokalorien …

Ich bin Physikerin und als solche manchmal einfach neugierig. Daher habe ich mir überlegt, für eine optimale Anhebung meines Körpers von der Kellerebene bis auf den obersten Treppenabsatz des Gebäudes, in dem ich arbeite, den Energieaufwand zu berechnen.

Natürlich bin ich mir dessen bewusst, dass Treppensteigen nicht der Hubarbeit durch simples, reibungsfreies Anheben entspricht. Es ist also wohl etwas mehr Energie, die bei einem solchen Aufstieg verbraucht wird – wahrscheinlich sogar eine Menge mehr. Allerdings habe ich einen solchen Aufstieg heute absolviert und aus der Zahl der Stufen und der Stufenhöhe abgeschätzt, wie hoch ich gestiegen bin:

  • vom Keller ins Erdgeschoss: 24 Stufen (erst verzählt 25),
  • vom Erdgeschoss ins erste Obergeschoss: 35 Stufen,
  • Von Obergeschoss zu nächsthöherem Obergeschoss (bis 5 geht es): je 24 Stufen
  • und zuletzt 24 Stufen vom obersten genutzten Geschoss in die Dach-Konstruktion mit (stets verschlossenem) Zugang auf das Flachdach.

Wenn ich mich nicht ganz groß verzählt und verrechnet habe, sind das sechs mal 24 Stufen und einmal 35 … im Ergebnis also 179 Stufen. Jede der Stufen ist 17 Zentimeter hoch, womit wir auf eine „besteigbare“ Gebäudehöhe von 30,43 Metern kommen. Kraft- bzw. Energieaufwand für Schritte, Verlust in den Muskeln und all das rechnen wir nun mal nicht ein, und für einen Verlust durch Reibung war ich nicht schnell genug. Wenn ich nun einfach ausrechnen möchte, wie viel Kalorien ich rein durch die Netto-Hubarbeit, also ohne das Anheben und Senken des Körpers bei jedem Schritt, geleistet habe, setze ich mein derzeitiges Gewicht von etwa 69 Kilogramm einsetze, komme ich auf eine Hubarbeit von:

  • W = m * h * g  = 69 Kilogramm * 30,43 Meter * 9,81 Joule pro Kilogramm und Meter

Der Einfachheit halber habe ich bei der Fallbeschleunigung die Meter pro Sekunde im Quadrat beziehungsweise Newton pro Kilogramm direkt umgerechnet. Ich komme also auf rund 20600 Joule, das sind 20,6 Kilojoule (kJ). Wenn wir nun Kilokalorien (kCal) draus machen wollen, müssen wir umrechnen – 4,1868 Joule sind eine Kalorie, dementsprechend sind 4186,8 Joule eine Kilokalorie.

  • W = 20600 Joule = 20600 Joule / 4186,8 Joule pro Kilokalorie = 5 Kilokalorien

Ich habe ein bisschen gerundet, eigentlich sind’s eher sowas wie 4,9 Kilokalorien. Wenn man bedenkt, dass ich 1400 Kilokalorien, grob überschlagen nach üblichen Rechnern, jeden Tag in Ruhe verbrauche, erscheint das nicht viel. Andererseits höhlt steter Tropfen den Stein. Einmal die Treppe hochrennen bringt also nichts. Immer wieder Treppen steigen statt den Aufzug benutzen ist allerdings echt ein Kalorienfresser – zumal man dabei auch noch Muskeln im Hintern und den Oberschenkeln aufbaut, die sprungkräftiger machen, gut aussehen und dazu noch auch wenn wir nicht die Treppe hochlaufen Energie verbrauchen.

Und ja, ich weiß. EIGENTLICH habe ich bei der Aktion durch die Gehbewegung auch Kalorien verbraucht, aber das ist nicht so einfach aus grundsätzlicher Physik zu berechnen, sondern erfordert Formeln, die auf Abschätzungen basieren – Gehstil, Muskeln, wie hoch ich meinen Körper anhebe beim Steigen, wie viel er wieder absinkt beim Aufsetzen … all das wollte ich mir an Annahmen nicht einhandeln und habe daher stur auf Schulphysik gesetzt.

3 Kommentare zu „Fünf Kilokalorien …

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