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《趣味物理學(xué)》在線閱讀——第2章 重力和重量·杠桿·壓力(1-7)(2)

來(lái)源:百度文庫(kù) 2010-08-18 13:58:40

中考真題

智能內(nèi)容

2.2 步行和奔跑

  你對(duì)于自己每天都要做千萬(wàn)次的動(dòng)作,應(yīng)該是很熟悉的了。一般人都在這樣想,但是這種想法并不一定正確。最好的例子就是步行和奔跑。真的,我們還有什么比對(duì)這兩種動(dòng)作更熟悉的呢?但是,想要找到一些人能夠正確地解答我們?cè)诓叫泻捅寂艿臅r(shí)候究竟怎樣在移動(dòng)我們的身體,以及步行和奔跑究竟有些什么不同,恐怕也并不太簡(jiǎn)單。現(xiàn)在我們先來(lái)聽(tīng)一聽(tīng)生理學(xué)家對(duì)于步行和奔跑的解釋。我相信,這段材料對(duì)于大多數(shù)的讀者,一定是很新鮮的。

  假定一個(gè)人正在用一只腳站立著,而且假定他用的是右腳。現(xiàn)在,假定他提起了腳踵,同時(shí)把身體向前傾①。這時(shí)候,從他的重心引下的豎直線自然要越出腳的底面的范圍,人也自然要向前跌倒;但是這個(gè)跌倒還沒(méi)有來(lái)得及開(kāi)始,原來(lái)停在空中的左腳很快移到了前面,并且落到了從重心引下的豎直線前面的地面上,使從重心引下的豎直線落到兩腳之間的面積中間。這樣一來(lái),原來(lái)已經(jīng)失去的平衡恢復(fù)了,這個(gè)人也就前進(jìn)了一步。

  這個(gè)人自然也可以就是這樣停留在這個(gè)相當(dāng)吃力的狀態(tài)。但是假如他想繼續(xù)行進(jìn),那么他就得把身體更向前傾斜,把從重心引下的豎直線移到支點(diǎn)面積以外,并且在有跌倒傾向的同時(shí),重新把一只腳向前伸出,只是這一次要伸的不是左腳,而是右腳——于是又走了一步,就這樣一步一步走下去。因此,步行實(shí)際上是一連串的向前傾跌,只不過(guò)能夠及時(shí)把原來(lái)留在后面的腳放到前面去支持罷了。

  讓我們把問(wèn)題看得更深入一些。假定第一步已經(jīng)走出了。這時(shí)侯右腳還跟地面接觸著,而左腳卻已經(jīng)踏到了地面。但是只要所走的一步并不太短,右腳腳踵應(yīng)該已經(jīng)抬起,因?yàn)檎怯捎谶@個(gè)腳踵的提起,才使人體向前傾跌而破壞了平衡。左腳首先是用腳踵踏到地面的。當(dāng)左腳的全個(gè)腳底已經(jīng)踏到地面的時(shí)候,右腳也完全提到空中了,在這同時(shí),左腳的膝部原來(lái)略略彎曲的,由于大腿骨三頭肌的收縮就伸直了,并且在這一瞬間成豎直狀態(tài)。這使得半彎曲的右腳可以離開(kāi)地面向前移動(dòng),并且跟著身體的移動(dòng)把右腳踵恰好在走第二步的時(shí)候放下。

  接著,那左腳先是只有腳趾踏著地面,立刻就全部抬起到空中,照樣地復(fù)演方才那一連串的動(dòng)作。

  奔跑和步行的不同,在于原是站立在地上的腳,由于肌肉的突然收縮,就強(qiáng)力地彈了起來(lái),把身體拋向前方,使身體在這一瞬間完全離開(kāi)地面。接著身體又落到地上,但是已經(jīng)由另外一只腳來(lái)支持了,這只腳當(dāng)身體還在空中的時(shí)候已經(jīng)很快地移到了前方。因此,奔跑是一連串的從一只腳到另一只腳的飛躍。

  至于在平路上步行時(shí)候所消耗的能,它并不象過(guò)去想象那樣的等于零:步行的人的重心每走一步都要提起幾厘米。可以計(jì)算得出,在平路上步行時(shí)候所做的功,大約等于把步行的人的身體提高到跟所走距離相等的高度時(shí)候所做的功的十五分之一。

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