《趣味物理學》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

　　你對于自己每天都要做千萬次的動作，應該是很熟悉的了。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，我們還有什么比對這兩種動作更熟悉的呢？但是，想要找到一些人能夠正確地解答我們在步行和奔跑的時候究竟怎樣在移動我們的身體，以及步行和奔跑究竟有些什么不同，恐怕也并不太簡單。現在我們先來聽一聽生理學家對于步行和奔跑的解釋。我相信，這段材料對于大多數的讀者，一定是很新鮮的。

　　假定一個人正在用一只腳站立著，而且假定他用的是右腳。現在，假定他提起了腳踵，同時把身體向前傾①。這時候，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；但是這個跌倒還沒有來得及開始，原來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，原來已經失去的平衡恢復了，這個人也就前進了一步。

　　這個人自然也可以就是這樣停留在這個相當吃力的狀態。但是假如他想繼續行進，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面積以外，并且在有跌倒傾向的同時，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，步行實際上是一連串的向前傾跌，只不過能夠及時把原來留在后面的腳放到前面去支持罷了。

　　讓我們把問題看得更深入一些。假定第一步已經走出了。這時侯右腳還跟地面接觸著，而左腳卻已經踏到了地面。但是只要所走的一步并不太短，右腳腳踵應該已經抬起，因為正是由于這個腳踵的提起，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。當左腳的全個腳底已經踏到地面的時候，右腳也完全提到空中了，在這同時，左腳的膝部原來略略彎曲的，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。這使得半彎曲的右腳可以離開地面向前移動，并且跟著身體的移動把右腳踵恰好在走第二步的時候放下。

　　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，照樣地復演方才那一連串的動作。

　　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，就強力地彈了起來，把身體拋向前方，使身體在這一瞬間完全離開地面。接著身體又落到地上，但是已經由另外一只腳來支持了，這只腳當身體還在空中的時候已經很快地移到了前方。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候所消耗的能，它并不象過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。可以計算得出，在平路上步行時候所做的功，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候所做的功的十五分之一。

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