Страница 178 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Рассмотрим утверждение: «При быстром передвижении человек самопроизвольно переходит к бегу». Можно ли использовать содержащиеся в тексте данные для его объяснения?

Да, данные, которые обычно приводятся в текстах по биомеханике или физике, позволяют объяснить утверждение «При быстром передвижении человек самопроизвольно переходит к бегу». Это явление объясняется с точки зрения энергетической эффективности и биомеханики человеческого тела.

Решение

Основная причина перехода от ходьбы к бегу заключается в минимизации энергетических затрат организма. Движение, будь то ходьба или бег, требует расхода энергии, и организм человека инстинктивно выбирает наиболее экономичный способ передвижения для заданной скорости.

1. Энергетическая стоимость ходьбы и бега. Исследования показывают, что зависимость расхода энергии от скорости для ходьбы и для бега различна.

• При низких скоростях (до ~7 км/ч) ходьба является более экономичным способом передвижения, требуя меньше энергии, чем бег с той же скоростью.
• По мере увеличения скорости ходьбы, энергетические затраты на неё начинают резко возрастать. Чтобы идти очень быстро, человеку приходится совершать неестественно частые и широкие шаги, что требует больших мышечных усилий.
• Энергетическая стоимость бега также растет со скоростью, но более плавно, чем у быстрой ходьбы.

2. Точка перехода. Существует определенная скорость, известная как скорость перехода от ходьбы к бегу, при которой энергетические затраты на очень быструю ходьбу становятся равными затратам на медленный бег. Эта скорость для большинства людей составляет примерно 7–8 км/ч (около 2 м/с). При превышении этой скорости бег становится энергетически более выгодным. Организм, стремясь к эффективности, «самопроизвольно» или инстинктивно переключается на бег.

3. Биомеханические факторы. Помимо энергетики, играют роль и механические аспекты движения. Ходьба представляет собой механику «перевернутого маятника», где центр масс тела поднимается и опускается с каждым шагом. При очень высокой скорости это приводит к большим ускорениям и значительным ударным нагрузкам на суставы. Бег же, с его «фазой полета», использует другую механику — «пружинно-массовую модель», где сухожилия и мышцы ног накапливают и высвобождают упругую энергию, что делает движение на высоких скоростях более плавным и эффективным.

Таким образом, данные об энергетической стоимости и биомеханике различных видов локомоции полностью объясняют, почему человек, ускоряясь, достигает точки, в которой дальнейшее увеличение скорости ходьбой становится неэффективным и некомфортным, и интуитивно переходит на бег.

Ответ: Да, содержащиеся в тексте (подразумеваются стандартные данные по биомеханике) данные можно использовать для объяснения этого явления. Переход от быстрой ходьбы к бегу объясняется тем, что при достижении определенной скорости (около 7–8 км/ч) бег становится энергетически более выгодным, чем ходьба. Организм самопроизвольно выбирает наиболее экономичный способ передвижения, чтобы минимизировать затраты энергии и механическую нагрузку на опорно-двигательный аппарат.