《趣味物理學(xué)》在線閱讀——第2章 重力和重量·杠桿·壓力（1-7）(2)

2.2　步行和奔跑

　　你對(duì)于自己每天都要做千萬(wàn)次的動(dòng)作，應(yīng)該是很熟悉的了。一般人都在這樣想，但是這種想法并不一定正確。最好的例子就是步行和奔跑。真的，我們還有什么比對(duì)這兩種動(dòng)作更熟悉的呢？但是，想要找到一些人能夠正確地解答我們?cè)诓叫泻捅寂艿臅r(shí)候究竟怎樣在移動(dòng)我們的身體，以及步行和奔跑究竟有些什么不同，恐怕也并不太簡(jiǎn)單�，F(xiàn)在我們先來(lái)聽(tīng)一聽(tīng)生理學(xué)家對(duì)于步行和奔跑的解釋。我相信，這段材料對(duì)于大多數(shù)的讀者，一定是很新鮮的。

　　假定一個(gè)人正在用一只腳站立著，而且假定他用的是右腳。現(xiàn)在，假定他提起了腳踵，同時(shí)把身體向前傾①。這時(shí)候，從他的重心引下的豎直線自然要越出腳的底面的范圍，人也自然要向前跌倒；但是這個(gè)跌倒還沒(méi)有來(lái)得及開(kāi)始，原來(lái)停在空中的左腳很快移到了前面，并且落到了從重心引下的豎直線前面的地面上，使從重心引下的豎直線落到兩腳之間的面積中間。這樣一來(lái)，原來(lái)已經(jīng)失去的平衡恢復(fù)了，這個(gè)人也就前進(jìn)了一步。

　　這個(gè)人自然也可以就是這樣停留在這個(gè)相當(dāng)吃力的狀態(tài)。但是假如他想繼續(xù)行進(jìn)，那么他就得把身體更向前傾斜，把從重心引下的豎直線移到支點(diǎn)面積以外，并且在有跌倒傾向的同時(shí)，重新把一只腳向前伸出，只是這一次要伸的不是左腳，而是右腳——于是又走了一步，就這樣一步一步走下去。因此，步行實(shí)際上是一連串的向前傾跌，只不過(guò)能夠及時(shí)把原來(lái)留在后面的腳放到前面去支持罷了。

　　讓我們把問(wèn)題看得更深入一些。假定第一步已經(jīng)走出了。這時(shí)侯右腳還跟地面接觸著，而左腳卻已經(jīng)踏到了地面。但是只要所走的一步并不太短，右腳腳踵應(yīng)該已經(jīng)抬起，因?yàn)檎�是由于這個(gè)腳踵的提起，才使人體向前傾跌而破壞了平衡。左腳首先是用腳踵踏到地面的。當(dāng)左腳的全個(gè)腳底已經(jīng)踏到地面的時(shí)候，右腳也完全提到空中了，在這同時(shí)，左腳的膝部原來(lái)略略彎曲的，由于大腿骨三頭肌的收縮就伸直了，并且在這一瞬間成豎直狀態(tài)。這使得半彎曲的右腳可以離開(kāi)地面向前移動(dòng)，并且跟著身體的移動(dòng)把右腳踵恰好在走第二步的時(shí)候放下。

　　接著，那左腳先是只有腳趾踏著地面，立刻就全部抬起到空中，照樣地復(fù)演方才那一連串的動(dòng)作。

　　奔跑和步行的不同，在于原是站立在地上的腳，由于肌肉的突然收縮，就強(qiáng)力地彈了起來(lái)，把身體拋向前方，使身體在這一瞬間完全離開(kāi)地面。接著身體又落到地上，但是已經(jīng)由另外一只腳來(lái)支持了，這只腳當(dāng)身體還在空中的時(shí)候已經(jīng)很快地移到了前方。因此，奔跑是一連串的從一只腳到另一只腳的飛躍。

　　至于在平路上步行時(shí)候所消耗的能，它并不象過(guò)去想象那樣的等于零：步行的人的重心每走一步都要提起幾厘米。可以計(jì)算得出，在平路上步行時(shí)候所做的功，大約等于把步行的人的身體提高到跟所走距離相等的高度時(shí)候所做的功的十五分之一。

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