• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看

      ?

      人走路問題的定量研究

      2011-07-25 03:18:58于俊亭
      物理教師 2011年11期
      關鍵詞:化學能步距質(zhì)心

      于俊亭

      (運河高等師范學校,江蘇邳州 221300)

      汽車之所以能行駛,靠的是車輪與地面之間的靜摩擦作用;人之所以能行走,靠的是腳與地面之間的靜摩擦力.人走路時,靜摩擦力作用于腳底,力的作用點相對于地面沒有發(fā)生位移,腳一旦抬起來,靜摩擦力就消失了,因此,人走路時靜摩擦力對腳或者說對人體不做功.那么,靜摩擦力在人走路過程中還有什么作用呢?人走路時每走一步都要消耗一定數(shù)量的人體生物化學能,那么,決定人體能耗的因素是什么呢?在中國知網(wǎng)上搜索后發(fā)現(xiàn),鮮有文章對這些問題進行過討論,沒有文章做過定量分析研究.本文擬就上述問題作初步探究.

      1 人體是怎樣運動的

      到互聯(lián)網(wǎng)上看一看閱兵式的視頻,或者自己在地面上來來回回走上幾十步,你就會發(fā)現(xiàn),人走路時頭和軀干隨著人體這個質(zhì)點組的質(zhì)心在向前平動,通??醋鲃蛩僦本€運動,四肢隨著身體做勻速運動的同時,做著以髖關節(jié)或肩關節(jié)為軸的前后擺動.可是,從受力分析的角度看,每當右腳著地時左腳就抬起,左腳抬起前向后蹬地,受到向前的靜摩擦力;右腳著地前運動方向向前,著地時有向前運動的趨勢,所以受到向后的靜摩擦力.也就是說,一只腳從著地到抬起,先后受到方向相反的靜摩擦力,這與我們平時的認識不一致.這樣一來,人體質(zhì)心的運動就不是勻速運動,而是先減速后加速再減速的變速運動了.

      2 人走路時摩擦力的作用

      把(1)式代入(2)式,得

      由(3)式可見,雖然 f摩?drc并不是靜摩擦力真正做的功,因為drc是質(zhì)心的位移,而不是 f摩作用點(腳)的位移,但是 f摩?drc決定了質(zhì)心動能如何變化.例如人起步時,f摩與drc方向相同,f摩?drc>0,故d(mvc2)>0,f摩使人體質(zhì)心得到了前進的動能.可見,如果沒有靜摩擦力,無論人如何運動,原來靜止的就只能停在原地,休想移動分毫.

      3 決定人體能耗的因素

      下面以(3)、(4)兩式為依據(jù),分析人走路時內(nèi)力做功的情況.

      假設人走路時四肢相對質(zhì)心做周期性擺動,每走一步的時間相同,步距相等.圖1畫出了人體在一個周期內(nèi)經(jīng)歷的3個運動狀態(tài).

      圖1

      在狀態(tài)3,根據(jù)前面的假設,人體質(zhì)心的速度應當和狀態(tài)1相同,即uc=vc,該狀態(tài)下人體質(zhì)心的動能以及人體相對于質(zhì)心的動能與狀態(tài)1也相等.

      從狀態(tài)2到狀態(tài)3,分析后會得到與上面一樣的結果.

      因此,從狀態(tài)1到狀態(tài)3,人走了一步,內(nèi)力做功為

      由(5)式可見,步距 s越大,步頻 f越高,人每走一步內(nèi)力做功就越多,消耗的人體生物化學能也就越多.這個答案雖然是近似的,但是它比較正確地反映了實際情況.

      綜上所述,人走路時,靜摩擦力的方向并不總是向前的;靜摩擦力雖然對人不做功,但是只有它存在,人行走才有可能;走路時人體消耗掉的生物化學能決定于步數(shù)、步距、步頻和地面施加給腳底的靜摩擦力大小.

      猜你喜歡
      化學能步距質(zhì)心
      基于大概念發(fā)展學生“模型認知”核心素養(yǎng)的單元教學設計與實踐
      重型半掛汽車質(zhì)量與質(zhì)心位置估計
      基于GNSS測量的天宮二號質(zhì)心確定
      高端測長儀器設計原則在步距規(guī)校準儀設計中的應用
      計測技術(2021年2期)2021-07-22 09:17:24
      單線隧道大型機械化快速施工步距優(yōu)化研究
      基于化學學科核心素養(yǎng)的課堂教學設計——以《化學能與電能》教學為例
      甘肅教育(2020年18期)2020-10-28 09:07:14
      為什么說植物是個巨大的“化工廠”
      充填步距對矸石充填開采覆巖運動影響的數(shù)值模擬
      《化學反應與能量》必備熱點解惑
      各型步距規(guī)溫度補償值應用技術的研究
      黔南| 岫岩| 年辖:市辖区| 平顺县| 文昌市| 阿克苏市| 手机| 罗平县| 普格县| 镇平县| 汽车| 怀集县| 合阳县| 宁化县| 武强县| 扶余县| 视频| 桐柏县| 都安| 芷江| 杭锦后旗| 益阳市| 桂林市| 博客| 德钦县| 龙门县| 夹江县| 增城市| 郧西县| 绥芬河市| 海兴县| 漠河县| 博乐市| 临清市| 武强县| 丰顺县| 澎湖县| 萨迦县| 千阳县| 辽阳县| 中卫市|