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生活中的物理学
1.3.2 有趣的坐、立、走问题
有趣的坐、立、走问题

金鸡独立在鸡群中常能见到,小孩也常用一只脚独立做游戏,但是能不能从双脚站立不变姿势地改为一只脚独立呢?

如果一个人侧身将一只臂与腿紧紧地靠墙站着,保持直立的姿势不变,将离墙远的一只脚提起,让靠墙的一只脚独立,无论如何也无法站立。

人能够站立,是因为竖直向下通过重心的重力作用线通过了两脚围成的支撑面。在单脚站立时,支撑面缩小到只有一只脚掌面的大小,通过重心的重力作用线只能落在支撑面之外,所以不能站立。只有改变姿势,让它落在支撑面内才行,而改变姿势是这个游戏所不允许的,因此无论怎样都不能一只脚站立。小孩子学步踉踉跄跄经常跌倒,也是相同的道理。但是,如果我们留心观察,就会发现小孩子行走时两脚总是叉开的;在行车时,汽车上的售票员站立时(不扶靠物体),双脚也总是叉开的,走步都是八字形。这都是为什么呢?而舞台上的演员,走步时又多是一字形的,可显得体态优美,这又是什么原因呢?画出用八字形和一字形走路时两脚着地构成的支撑面大小,可知双脚叉开是为了增大支撑面面积,而一字形走路是为了减小支撑面面积。

我们每天要做许多次起立,但好多人也许并不曾想过,如果我们挺胸直背双腿自然垂地坐在椅子上,不要改变姿势能站起来吗?保持以上姿势,我们即使用尽全身气力,也无能为力。

改变胸背与腿的姿势,缓慢地从坐着到站立,仔细体会就会悟出怎样站起来的道理。人坐着站起来时,必须把胸部向前倾或者把双脚向后移,让作用于重心的重力作用线通过两脚所围的小支撑面面积里,然后才能站立,否则无法站立。双脚分开站起来较稳主要原因是支撑面较大。