跑步受力圖 force diagram . 這是跑步的一個瞬間,加速段的瞬間。
1, 重力,畫在在人體中間的重力。 對任何的力學題目,它幾乎都是存在的。 做受力圖第一步把它畫出來。
註: 重力, 是唯一隔空的力,就是物體不用接觸其他物體就可以得到。 其他任何力都需要有接觸。 (後面可以放過不看 ) BTW ,牛頓其實對引力可以隔空這一點在非常不滿意。在哲學上他認為有問題, 現在的引力波引力子等等證明他的懷疑是對的,我們在經典力學中可以放過這點不去討論。
2, 地面對人的反作用力,大於重力一點,因為跑步的時候有向上的運動。支撐人或物體的反作用力,有重力幾乎都有這個力,除非是自由落體, 如果物體坐落在某個平面上,一定有這個力。 做受力圖第二就是把它找出來。 。
3, 地面摩擦力。 這就是跑步的推動力,與地面平行。摩擦力推動人體前進, 與重力成正比, 人蹬地面所產生。 所以重量最影響跑步。 所以我說,人跑步做的功主要就是抵抗重力所做的功。
最後藍色的力是合力, 有點向上因為跑步的時候加速時候人有向上的動作, 這個也是要做功的。而且人蹬地面,因為是站着蹬地, 不可能是平行地面的蹬, 一定是斜着蹬。 如果人站着不動, 那麼反作用力等於重力。
人的跑步,每一步都有向上的階段,和落下的階段, 這是向上的階段。 如果看動物, 比如獅子和鹿的跑步,這個向上和落下更清楚。 人其實也是一樣的, 不過波動沒有那麼大。
清楚了吧? 功就是力乘與距離。 速度快, 需要的力量也大,雖然所用時間短, 但距離是一樣的,所以跑的快的做功多,
注意:跑步的時候, 不會兩隻腳同時接觸地面。 所以跑步的受力圖, 一定只有一隻腳的受力。
最後,我們已經說過,不計空氣阻力。
這個圖呢, 畫出來就簡單,但畫之前要仔細思考跑步的過程。 畫出來, 做功的問題自然就清楚了。 畫受力圖,是做所有力學題的第一步,和必要步驟。