Центр тяжести и равновесие. Почему мы не падаем?

Данная задача предназначена не только для головы, но и для всего тела. Ну и для разума, конечно, тоже. Точнее, для знаний по школьной физике.

Каким образом нам удаётся сохранять равновесие? И почему иногда это не получается? Попробуем разобраться.

Для начала попробуем решить небольшую «физкультурную» задачку. Для неё нам понадобится обычный стул. Сядьте на стул подобным образом:

Теперь попробуйте подняться, не подаваясь вперёд, не меняя положения ног и не опираясь на руки.

Получилось? … Подозреваем, что нет. Как объяснить происходящее?

Всё дело в центре тяжести. Точнее, в том, где он расположен по отношению к опоре, к основанию предмета (даже если этот предмет – собственное тело).

Если отвесная линия, проведённая из центра тяжести, проходит через основание, то предмет не упадёт, даже если он сильно наклонен. Именно в этом отчасти кроется секрет устойчивости Пизанской башни (ну и ещё в надёжности фундамента, конечно).

С человеческим телом дела обстоят аналогично. В данном случае надёжной опорой являются наши ступни. И, чем шире они расставлены, тем шире основание и устойчивее тело. И наоборот – достаточно встать на одну ногу (т.е. уменьшить основание), и нам придётся постараться сохранить равновесие, чтобы центр тяжести не сместился за пределы опоры. Если мы не имеем возможности пошире расставить ноги, чтобы увеличить опору (как это могут сделать матросы на палубе во время сильной качки), то нам придётся балансировать, пытаясь подвести центр тяжести под небольшое основание (как это делают канатоходцы). Только в этом случае мы не упадём.

Вернёмся к стулу. Когда мы сидим, центр тяжести находится в теле приблизительно в районе желудка. А ноги – вон где (см. картинку). В этом случае отвесная линия, проведённая из центра тяжести, окажется не в ступнях, а в зоне под стулом:

Чтобы самостоятельно подняться без посторонней помощи или каких-либо приспособлений, нам нужно пододвинуть центр тяжести к опоре (к зоне ступней) как можно ближе. Именно поэтому, когда мы встаём со стула, мы наклоняем туловище вперёд. Чем сильнее наклонимся, тем легче встанем. В противном же случае, мы останемся приклеенными к стулу навечно.

Вот такая головоломка :))

Следующая публикация (кликните по картинке):