Bạn chạy hết vòng hồ 5 km trong 21 phút; người bên cạnh lết hết 37 phút. Đồng hồ hai bên báo gần như cùng một con số calo, và không cái nào hỏng. Cơ thể tính tiền theo mét chứ không theo giây:
Chia cho quãng đường, đừng chia cho thời gian
Từ Margaria (1963) tới Minetti (2002), phòng thí nghiệm nào cũng ra cùng một con số: chi phí ròng của chạy bộ là 3,6 J cho mỗi kilôgam cơ thể trên mỗi mét đường, và nó gần như không nhúc nhích khi bạn kéo tốc độ từ 8 lên 18 km/h. Chạy nhanh gấp đôi thì công suất tăng gấp đôi, nhưng bạn cũng về đích trong nửa thời gian — hai thứ nhân với nhau trả lại đúng một hoá đơn mỗi mét.
Tiền chạy bộ không trả cho việc rẽ không khí, mà trả cho việc nhấc và hãm chính bạn: mỗi sải là một lần nâng trọng tâm rồi thả rơi, một lần phanh bàn chân trước rồi đạp bật lại. Chạy nhanh hơn thì sải chân dài ra gần đúng tỉ lệ, nên số lần “nhấc — hãm” trên mỗi kilômét gần như cố định. Sức cản không khí, ông vua tuyệt đối của xe đạp ở chế độ v³, ở đây chỉ là khoản lặt vặt: 2% hoá đơn ở 10 km/h, và ở 18 km/h vẫn chưa tới 7%.
Đi bộ thì có một tốc độ rẻ nhất, và bạn đã chọn nó rồi
Công suất ròng khi đi bộ khớp gọn vào 1,6 + 1,1·v² W/kg: một khoản phí
cố định để đứng thẳng và đưa chân, cộng một khoản tăng theo bình phương
tốc độ. Chia cho v để ra giá mỗi mét, hai số hạng kéo về hai phía và để
lại cái đáy mà demo đánh dấu:
C(v) = (1,6 + 1,1·v²)/v → đáy tại v = √(1,6/1,1) = 1,21 m/s4,3 km/h, 0,63 kcal cho mỗi kg mỗi km — gần đúng tốc độ bạn tự chọn khi đi bộ mà không nghĩ ngợi gì. Lê bước 2 km/h đắt hơn 32% mỗi km — dạo chậm không hề tiết kiệm, nó chỉ kéo dài. Và ngay tại đáy, đi bộ cũng chỉ rẻ hơn chạy 36%, không phải một nửa như nhiều người nghĩ. Đẩy nhanh nữa thì số hạng v² thắng: quanh 7–8 km/h, một km đi bộ đã ngang giá một km chạy — cơ thể đổi sang chạy từ trước khi con lắc ngược của chân hết đường ở 10,7 km/h.
Hoá đơn quy ra phở, và chỗ chiếc đồng hồ nói quá
Người 60 kg: 3,6 × 60 = 216 kJ mỗi kilômét, tức 52 kcal; 10 km hết 516 kcal; cả marathon 42,195 km là 2 178 kcal — hơn 5 tô phở bò một chút. Đó là lý do giảm cân bằng chạy bộ là cuộc thương lượng chậm đến bực mình.
Đồng hồ của bạn sẽ báo cao hơn thế, và nó không sai — nó cộng cả phần bạn đằng nào cũng đốt. Trao đổi chất nền chạy suốt ngày đêm ở khoảng 1,2 W/kg; trong một giờ chạy 10 km/h, khoản ấy góp thêm 0,43 J/kg/m, đẩy tổng lên 4,03 J/kg/m = 0,96 kcal cho mỗi kg mỗi km. Đấy là gốc gác của quy tắc dân gian “1 kcal mỗi kg mỗi km”: một con số gộp, không phải phần bạn kiếm thêm được.
Trớ trêu là tính gộp thì chạy chậm lại nhỉnh hơn: 5 km ở 8 km/h là 297 kcal, ở 14 km/h là 280 kcal — chậm hơn đốt nhiều hơn 5,9%, chỉ vì bạn ở ngoài đường thêm 16 phút và vẫn phải sống trong 16 phút đó. Đòn bẩy chắc chắn duy nhất là thêm kilômét, không phải thêm tốc độ.
Trường hợp biên: dựng con dốc lên, rồi lật ngược xuống
3,6 là hằng số của mặt phẳng, và chỉ của mặt phẳng. Minetti đo người chạy trên dốc từ −45% tới +45%, và số hạng độ dốc nuốt chửng phần còn lại: dốc 10% đẩy giá lên 5,97 J/kg/m — gấp 1,66 lần; dốc 15% lên 7,42, đúng gấp đôi. Chia phần trội cho công cơ học mgh thật sự bỏ ra, ta được hiệu suất biểu kiến 41% ở dốc 10%, cao hơn hẳn con số 25% kinh điển của cơ bắp làm công dương: gân Achilles trả lại một phần cú nảy bạn vốn đã phải mua trên đường bằng. (Vẫn hơn xa động cơ xe máy, 15% chỗ xăng.)
Lật con dốc xuống thì “càng đổ càng rẻ” chỉ đúng một đoạn. Kéo thanh dốc về phía âm: giá tụt dần, chạm đáy 1,78 J/kg/m tại −18% — đúng một nửa giá đường bằng, kiểu chạy rẻ nhất cơ thể người biết làm — rồi tăng trở lại. Dốc hơn nữa, trọng lực cho nhiều năng lượng hơn mức bạn cần, và phần thừa phải bị cơ đùi hãm lại từng bước; hãm cũng đốt ATP, chỉ là mỗi joule hãm rẻ hơn mỗi joule đẩy chừng bốn lần. Tới quãng −45% thì phép khớp của Minetti dừng, và thứ tiếp quản không còn là sinh lý học nữa mà là ma sát của đế giày: ở đó bạn không chạy xuống dốc, bạn trượt xuống.