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1.11 行走的秘密

行走是人类再熟悉不过的动作,但是你知道支撑我们前进的都有哪些力吗?

步枪射击时,火药气体造成的内力将子弹推向前方,同时又有一个能让步枪后坐的力。在各部分相互连接的条件下能改变物体各部分的相互位置,却不能让物体整体一起运动,也就是在同一个物体上作用力和反作用力分别加在不一样的地方,这是内力的特性。正是因为“内力”的特性,才不会发生步枪和子弹一起飞出去的情况。人类的行走是利用肌肉收缩,也就是肌肉张力,同样属于“内力”范畴。那为什么人类还能像现在这样行走呢?

摩擦力是人类行走时用到的另一个力。但是,在前面的小节我们讲过,摩擦对物体运动具有阻碍作用。既然这样,摩擦力又怎么会是支持我们行走的力呢?

事实上,上面讲到的这两个力看似无法完成人类的行走动作,相互配合起来却会产生神奇的效果。摩擦力虽然是阻碍物体运动的力,但适当的摩擦力会起到帮助运动的作用。没有它的存在,汽车在马路上会像在冰面上一样打滑,无法前行。

人类身体内部产生的力是力度相等且方向相反的一对儿内力,无法让整个物体运动。在头脑中想象一下,你的身体使用内力 F 1 将右脚向前移动,与这个内力相对的力 F 2 让左脚向后移动。但此时这对儿力并没有使身体向前或向后移动。这时候左脚与地面的摩擦力 F 3 就成了能削弱其中一个内力的第三方力。力的一方弱了,身体的重心改变,那另一方自然就会起推动物体前进的作用(图1-9)。当我们走路时,一只脚向前抬起伸出时,已经减小了地面与这只脚的摩擦力。另外一只脚在地面上,摩擦力大,正好阻止了脚向后滑。

图1-9 摩擦力 F 3使人向前走

理解了行走的原理,你会发现生活中还有很多事情可以用这个原理来解释,例如蒸汽机,只不过蒸汽机要比行走复杂一些。

注: ①也有持不同意见的人认为岸上有水手拖拽的游艇会先靠岸。对于这个答案,他们的解释是:拉游艇的人只有收绳子游艇才会靠岸,相同的时间,两个人收绳子自然要比一个人收的绳子多,由两个人收绳子的游艇会先靠岸。

受两人拉拽的游艇如果先靠岸,那么拉拽游艇时两个人就要用更大的力量才能将绳子收得比另一只游艇多。但是题目已经设有条件:三个人用力大小一样。所以其中一只游艇要先靠岸是不可能的。 nT1lwk0mGfokSl2pKtAAb1GTS7+fi5iixL/QSQ6FilDhGI4qm523Rjp/kbQy0inU

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