Если я скажу вам: “Сейчас вы сядете на стул так,
что не сможете встать, хотя и не будете привязаны”, вы примете это,
конечно, за шутку.
Хорошо. Сядьте же так, как сидит человек, изображенный на рис. 13,
т. е. держа туловище отвесно и не пододвигая ног под сиденье стула.
А теперь попробуйте встать, не меняя положения ног и не нагибая
корпуса вперед
.
Рис. 13. В таком положении невозможно подняться со стула.
Что, не удается? Никаким усилием мускулов не удастся
вам встать со стула, пока вы не пододвинете ног под сиденье или
не подадитесь корпусом вперед.
Чтобы понять, почему это так, нам придется побеседовать немного
о равновесии тел вообще и человеческого в частности. Стоящий предмет
не опрокидывается только тогда, когда отвесная линия, проведенная
из центра тяжести, проходит внутри основания вещи. Поэтому наклонный
цилиндр (рис, 14) должен непременно опрокинуться; но если бы он
был настолько широк, что отвесная линия, проведенная из его центра
тяжести, проходила бы в пределах его основания, цилиндр не опрокинулся
бы.
Так называемые “падающие башни” — в Пизе, в Болонье или хотя
бы “падающая колокольня” в Архангельске (рис. 15) не падают, несмотря
на свой наклон, также потому, что отвесная линия из их центра тяжести
не выходит за пределы основания (другая, второстепенная, причина
та, что они углублены в землю своими фундаментами).
Рис. 15. “Падающая” колокольня в Архангельске (со старинной фотографии).
Стоящий человек не падает только до тех пор, пока
отвесная линия из центра тяжести находится внутри площадки, ограниченной
краями его ступней (рис. 16). Поэтому так трудно стоять на одной
ноге; еще труднее стоять на канате: основание очень мало и отвесная
линия легко может выйти за его пределы. Заметили ли вы, какой странной
походкой отличаются старые “морские волки”? Проводя всю жизнь на
качающемся судне, где отвесная линия из центра тяжести их тела ежесекундно
может выйти за пределы пространства, занятого ступнями, моряки вырабатывают
привычку ступать так, чтобы основание их тела (т. е. широко расставленные
ноги) захватывало возможно большее пространство. Это придает морякам
необходимую устойчивость на колеблющейся палубе; естественно, что
та же привычка сохраняется при ходьбе по твердой земле. Можно привести
и обратный пример, когда необходимость поддерживать равновесие обусловливает
красоту позы. Обращали вы внимание на то, какой стройный вид имеет
человек, несущий на голове груз? Всем известны изящные изваяния
женских фигур с кувшином на голове. Неся на голове груз, по необходимости
приходится держать голову и туловище прямо: малейшее уклонение грозит
вывести центр тяжести (приподнятый в таких случаях выше обычного
положения) из контура основания, и тогда равновесие фигуры будет
нарушено. Теперь вернемся к опыту с вставанием сидящего человека.
Центр тяжести туловища сидящего человека находится внутри тела,
близ позвоночника, сантиметров на 20 выше уровня пупка. Проведите
отвесную линию из этой точки вниз: она пройдет под стулом, позади
ступней. А чтобы человек мог стоять, линия эта должна проходить
между ступнями.
Рис. 16. Когда человек стоит, отвесная линия, проведенная
из центра тяжести, проходит внутри площадки, ограниченной ступнями.
Значит, вставая, мы должны либо податься грудью
вперед, перемещая этим центр тяжести, либо же пододвинуть ноги назад,
чтобы подвести опору под центр тяжести. Обычно мы так и делаем,
.когда встаем со стула. Но если нам не разрешают делать ни того,
ни другого, то встать мудрено, как вы и убеждаетесь на описанном
опыте.
Страницы из книги «Занимательная физика», авт. Я.И. Перельман
Глава 2. Книга 1
Тяжесть, вес, рычаг, давление
Встаньте
Ходьба и бег
Как надо прыгать
Поймать пулю
Арбуз-бомба
На платформе весов
Где вещи тяжелее
Вес тела при падении
Из пушки на Луну
Путешествие на Луну
Верно взвесить на неверных весах
Сильнее самого себя
Почему предметы колючи
Наподобие Левиафана
Читаем дальше:
Глава 1. Книга 1. Скорость, сложение движений
Глава 2. Книга 1. Тяжесть, вес, рычаг, давление
Глава 3. Книга 1. Сопротивление среды
Глава 4. Книга 1. Вращение и вечные двигатели
Глава 5. Книга 1. Свойства газов и жидкостей
Глава 6. Книга 1. Тепловые явления
Глава 7. Книга 1. Лучи света
Глава 8. Книга 1. Отражение и преломление света
Глава 9. Книга 1. Зрение одним и двумя глазами
Глава 10. Книга 1. Звук и слух
Глава 7. Книга 2. Тепловые явления
