物理学|科普:挑担子中的物理学( 二 )


挑着重担走路 , 等于人体的重量突然增加了许多 , 向前移步时的倾跌趋势就很厉害 。 缩小跨出的步子 , 可以适当减小这种倾倒趋势;迅速迈出后脚 , 可以防止真的跌倒 。 因此 , 挑重担的人 , 走路的步子总是又小又急 , 这就成了小跑步了 。
另外 , 挑重担时步子短促 , 可以使人在行进方向上保持速度均匀 , 这样担子也可以匀速地跟着人向前移动 。 如果步子又大又慢 , 担子非但不能在前进方向保持匀速 , 更在水平面内产生与行进方向垂直的左右摆动也会加剧 , 担子就更不好挑了 。

物理学|科普:挑担子中的物理学
文章图片
说实话 , 担子真不是那么容易挑的 , 尤其是 , 如果你一点经验都没有 , 上来就挑两桶水这种重量比较大的担子 , 大概率是走不了几步就要摔跤 。
这其中的原因就是 , 你很难第一次挑担子就能找到担子的固有频率 。 并且保持自己的步频与担子的固有频率相一致 。 并且控制好自己的行进一直保持一个近似匀速直线运动 。
另外 , 由于肩部受到扁担的约束 , 在挑担行进中不能同正常走路那样通过上身沿着身体中轴旋转和摆臂来减轻腿部消耗和保持平衡 , 这进一步增加了挑担的难度 。

物理学|科普:挑担子中的物理学
文章图片
人双脚交替向前 , 肩部高低变化可以激励扁担作为悬臂梁牵引荷物上下振动;而行走速度的脉动可以引起悬挂于扁担两端的荷物前后摆动 , 绳索对扁担的水作用力和竖直作用力均周期变化 , 后者可引起扁担振动而得到放大 。 合适的扁担可以使挑担者在肩部承载较小时迈步向前 。 会挑担的人起肩时常有意识地对扁担初始激振 , 确认扁担的固有频率 , 随节奏而迈步 。
本文没有用实验的办法对扁担的惯性和固有频率对挑担的影响进行严格的数据论证 , 有机会 , 我会单独做一个模拟扁担的实验 , 并以实验报告的形式 , 对这个问题进行详细介绍 。
物理学|科普:挑担子中的物理学】我是@郭哥聊科学 , 如果您喜欢科学 , 喜欢这篇文章 , 还请您动动手指 , 加个关注、点个赞、给个留言及转发支持呗 , 我将持续为您提供高质量的科普文章 。