Номер 5, страница 158, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 9. Простые механизмы. «золотое правило» механики. Параграф 87. Лабораторные и исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 5, страница 158.

Условие.

• Человек и равновесие.

Решение.

Равновесие человека — это сложный биомеханический процесс, позволяющий поддерживать устойчивое положение тела как в покое (статическое равновесие), так и во время движения (динамическое равновесие). Этот процесс обеспечивается слаженной работой нескольких систем организма и подчиняется основным законам физики.

Физиологические основы равновесия

За поддержание баланса отвечают три основные сенсорные системы, информация от которых обрабатывается центральной нервной системой (ЦНС), в первую очередь мозжечком и стволом мозга:

• Вестибулярный аппарат. Расположенный во внутреннем ухе, он является главным органом равновесия. Он состоит из полукружных каналов, которые реагируют на угловые ускорения (повороты головы), и отолитовых органов (мешочка и маточки), которые определяют линейные ускорения (движение вперед, вверх-вниз) и положение головы относительно силы тяжести.

• Зрительная система. Глаза предоставляют мозгу информацию о положении тела относительно окружающих предметов, о горизонте и вертикалях. Зрение играет ключевую роль в предвидении и подготовке к изменениям положения тела.

• Проприоцептивная система. Это мышечно-суставное чувство. В мышцах, сухожилиях и суставах находятся чувствительные рецепторы (проприорецепторы), которые постоянно посылают в мозг сигналы о положении частей тела относительно друг друга и о степени их напряжения. Это позволяет ощущать свое тело в пространстве даже с закрытыми глазами.

ЦНС интегрирует все эти сигналы и, в случае нарушения равновесия, мгновенно посылает команды мышцам для коррекции позы и восстановления устойчивости.

Физические принципы равновесия

С точки зрения физики, устойчивость тела определяется двумя основными факторами:

• Центр тяжести (ЦТ). Это условная точка, к которой приложена равнодействующая всех сил тяжести, действующих на части тела. У человека, стоящего прямо, ЦТ находится примерно на уровне второго крестцового позвонка.

• Площадь опоры. Это область, ограниченная контурами стоп и пространством между ними, когда человек стоит. Чем шире площадь опоры, тем устойчивее положение.

Главное условие устойчивого равновесия заключается в том, чтобы вертикальная линия, проведенная через центр тяжести тела, проходила внутри площади опоры. Как только эта линия выходит за пределы площади опоры, тело теряет равновесие и начинает падать.

Для повышения устойчивости человек инстинктивно:

• Увеличивает площадь опоры. Например, широко расставляет ноги при сильной качке.

• Понижает центр тяжести. Например, приседает, чтобы стать более устойчивым.

• Управляет положением центра тяжести. Канатоходец использует длинный шест, чтобы смещать общий центр тяжести системы «человек-шест» и удерживать его проекцию над канатом. При ношении тяжести в одной руке человек наклоняется в противоположную сторону, чтобы вернуть общий ЦТ над площадью опоры.

Существует три вида равновесия:

1. Устойчивое: тело, выведенное из положения равновесия, возвращается в исходное состояние (например, человек, стоящий на широко расставленных ногах).

2. Неустойчивое: тело, выведенное из положения равновесия, не возвращается в исходное состояние (например, человек, стоящий на одной ноге и сильно наклонившийся).

3. Безразличное: тело остается в равновесии в любом новом положении (например, лежащий человек).

Ответ: Равновесие человека — это комплексный процесс, основанный на взаимодействии физиологических систем (вестибулярной, зрительной, проприоцептивной) и физических законов. Для поддержания баланса необходимо, чтобы проекция центра тяжести тела находилась в пределах площади опоры. Организм непрерывно получает информацию о положении тела в пространстве и производит мышечные коррекции для сохранения устойчивости как в статике, так и в динамике.