Номер 32.15, страница 121 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 4. Работа и мощность. Простые механизмы. Энергия. Параграф 32. Равновесие тел - номер 32.15, страница 121.

Условие.

32.15 [843] Почему человек обычно наклоняется вперёд, поднимаясь в гору, и отклоняется назад, спускаясь с горы?

Решение 3.

Решение 4.

Решение 6.

Решение 7.

Это связано с необходимостью поддерживать устойчивое равновесие. Условием устойчивости тела является нахождение вертикальной проекции его центра тяжести внутри площади опоры. Для человека площадь опоры — это область, очерченная его ступнями.

Подъем в гору

Когда человек поднимается по склону, его тело естественным образом оказывается под углом к вертикали. Если бы он пытался держать туловище прямо (перпендикулярно к центру Земли, а не к склону), его центр тяжести сместился бы назад относительно ступней. В этом случае вертикальная линия, проведенная через центр тяжести, прошла бы позади площади опоры (за пятками). Это создало бы опрокидывающий момент силы тяжести, и человек бы упал назад. Чтобы скомпенсировать это смещение и сохранить равновесие, человек инстинктивно наклоняется вперёд. Этот наклон перемещает центр тяжести вперёд, так что его вертикальная проекция снова оказывается внутри площади опоры.

Ответ: Человек наклоняется вперёд при подъёме в гору для того, чтобы сместить свой центр тяжести и удержать его проекцию над площадью опоры, тем самым сохраняя устойчивость и предотвращая падение назад.

Спуск с горы

При спуске с горы возникает противоположная ситуация. Если бы человек сохранял вертикальное положение тела, его центр тяжести сместился бы вперёд по направлению движения. Вертикальная проекция центра тяжести вышла бы за пределы площади опоры (впереди носков). Сила тяжести создала бы момент, который опрокинул бы человека вперёд. Чтобы этого не произошло, человек отклоняется назад. Такое положение тела смещает центр тяжести назад, благодаря чему его проекция остаётся в пределах площади опоры, и равновесие сохраняется.

Ответ: Человек отклоняется назад при спуске с горы, чтобы сместить центр тяжести назад и сохранить его проекцию в границах площади опоры, что обеспечивает равновесие и предотвращает падение вперёд.