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簡談人走路時的運動學、動力學和能量分析

每個人都會走路,然而走路到底是什麼原理,估計多數人說不清所以然,今天我們就來試著結合摩擦力來探討一下這個現象。

以人們走路先提起左腳為例,同時右腳對地向後用力。關於這一點,有幾點說明,一是右腳和地面的接觸點相對地面有向後的運動趨勢(二者之間並沒有相對運動),人就受到地面的向前的靜摩擦力,也就向前加速運動。二是如果地面絕對光滑,這個靜摩擦力就是零,對不起你無法向前走路或者說你的腳只能原地上下動。三是人是不是總是這樣受這個靜摩擦力呢?答案肯定是否定的,否則的話,我們就會越來越快,超過了光速。這顯然是與常識所違背的。那麼是什麼原因所導致的呢?

人從大腦神經發出抬腿的指令到運動肌肉開始運動,再到腿抬起後在人的前方放下,是需要一定的時間的。放下去的那一隻腳相對於地面的運動方向就可以是任意的,但一般來說是相對地面向前運動,所以就受到了一個向後的摩擦力,這個靜摩擦力使人減速。所以,人走路的時候,既不是持續地加速,也並非持續地減速,而是加速和減速交替出現。加速使得人能夠向前運動,而減速能使人得到充裕的時候準備下一個動作,不至於因為慣性而跌倒,也能使人得到一定程度的休息,從而能夠長時間地向前運動。怎麼說呢?這種本能真是太聰明瞭。

還有一個需要明確的問題,人行走時究竟是什麼力在做功?是摩擦力嗎?肯定不是的,因為沒有位移。那麼是什麼能量呢?走路長了什麼地方累呢?肌肉,肌肉,肌肉,為什麼累呢?它做功了。它為什麼能做功,因為我們吃飯了,飯中的化學能給肌肉提供能量,肌肉然後釋放,所以肌肉可以理解為人體發動機,所以需要鍛鍊呀!尤其是腿部肌肉!!!

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分類: 國際
時間: 2021-12-26

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