Номер 32.8, 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 32.8, страница 121.

Условие.

32.8° [н]

Великий немецкий поэт Генрих Гейне отметил, что «ходьба — это медленное падение вперёд». Почему в таком случае человеку при ходьбе удаётся удерживать равновесие?

Решение 4.

Решение 7.

Выражение Генриха Гейне «ходьба — это медленное падение вперёд» очень точно описывает механику этого процесса с точки зрения физики. Человек может удерживать равновесие благодаря циклическому и хорошо скоординированному процессу, который можно разбить на несколько этапов:

1. Начало падения. Чтобы сделать шаг, человек сначала немного наклоняет корпус вперёд. Это приводит к тому, что его общий центр тяжести смещается вперёд и его вертикальная проекция выходит за пределы площади опоры (то есть, за пределы стопы, на которой он в данный момент стоит). В этот момент тело теряет устойчивое равновесие, и под действием силы тяжести начинает возникать вращающий момент, который заставляет тело наклоняться и, по сути, падать вперёд.

2. Предотвращение падения. Чтобы не упасть, человек инстинктивно делает шаг — выносит свободную ногу вперёд и ставит её на землю. Эта выставленная вперёд нога создаёт новую точку опоры.

3. Восстановление равновесия. Как только нога касается земли, создаётся новая, более широкая площадь опоры. Центр тяжести тела, продолжая движение по инерции, оказывается над этой новой площадью опоры. Тело на мгновение возвращается в состояние устойчивого равновесия. Падение остановлено.

4. Повторение цикла. Сразу после этого начинается следующий шаг: тело снова наклоняется, центр тяжести выходит за пределы новой опоры, и начинается новое контролируемое падение, которое будет остановлено следующим шагом другой ноги.

Таким образом, ходьба — это непрерывная серия управляемых падений, где каждый шаг является способом «поймать» себя и предотвратить окончательное падение. Дополнительную стабильность этому процессу придают махи руками, которые движутся в противофазе с ногами и компенсируют вращение корпуса, а также слаженная работа вестибулярного аппарата, зрения и мышечной системы, которые постоянно корректируют положение тела для сохранения баланса.

Ответ: Человеку удаётся удерживать равновесие при ходьбе, потому что ходьба — это циклический процесс, состоящий из последовательных контролируемых падений. Каждое падение, вызванное смещением центра тяжести за пределы площади опоры, немедленно прерывается выставлением ноги вперёд, что создаёт новую опору и восстанавливает равновесие, после чего цикл повторяется.