마찰력이 나를 앞으로 밀지 않는 이유는 무엇입니까?
나는이 애니메이션 (남자가 제자리에서 달리고있는)을보고 그것을 반복하고 무엇을 추측하는지 생각해 보았다. 나는 이것을 할 수 있었다.
내 다리가 땅을 뒤로 밀고 있었지만 (내 다리가 거친 표면에서 미끄러 져서 이것을 알고 있습니다) 나는 변위되지 않았습니다. 이것이 어떻게 가능한지 알고 싶습니다. (뉴턴의 제 3 법칙에 따라) 전진 방향으로 마찰력이 하나 뿐이지 만 전혀 움직이지 않았습니다.
누군가 이것 뒤에 물리학을 설명 할 수 있습니까?
천을 우리 아래에두고 같은 방식으로 넘어 가면 천이 뒤로 던져져 우리 아래 표면을 밀고 있음을 나타냅니다.
참고 : 애니메이션에 대한 쓸모없는 질문이라고 생각하는 사람들은 직접 시도해야합니다 :)
답변
내 다리는 지구를 뒤로 밀고 있었지만 나는 이동하지 않았습니다.
다리가 땅을 밀고 있다는 것을 어떻게 알 수 있습니까? 힘 계가 있었나요?
상황을 적절하게 측정했다면 실제로 발견 할 수 있었던 것은 실제로 지구에 대항하지 않았다는 것입니다. 당신은 단지 위아래로 밀고 효과적으로 제자리에서 조깅했습니다.
인체는 엄청나게 복잡한 구조이며 우리가 그 몸에 얼마나 많은 시간을 보내는 지 고려할 때 우리의 직감은 놀랍게도 불완전합니다. "내 다리가 지구를 뒤로 밀고 있었다"고 말할 때 실제로 의미하는 것은 다리가 지구를 뒤로 밀고있는 것처럼 느꼈다 는 것입니다 . 이것은 우리 몸이 어디에 있고 무엇을하고 있는지에 대한 우리의 느낌을 나타내는 고유 감각 입니다. 놀랍도록 강력한 시스템이지만 측정 방식에 따라 결함이 있습니다. 실제로 자신이 지구를 밀고 있다고 생각하도록 속일 수 있습니다. 어떻게? 글쎄, 당신은 근육의 특정 세트를 계약, 현재의 자세에 대한 것을 관찰 한다 지구에 밀어 넣습니다. 그러나 우리의 근육은 쌍을 이룹니다. 그 쌍의 적대적 요소가 동시에 발사되면 근육은 평소처럼 긴장되지만지면에 어떠한 힘도 발생하지 않습니다. 대신, 그것은 단순히 길항근이 가하는 힘에 반대 할 것입니다.
이것을 증명하고 싶다면 마찰 계수가 훨씬 낮은 얼음에서 실험을 반복 해보십시오. 당신이 실제로 얼음 위에서 할 수 있고 (당신이 할 수 있어야하는) 단단한 땅에서했던 것과 "같은"느낌을받는다면, 당신은 얼음의 정적 마찰을 깨기에는 후방 힘이 불충분하다는 것을 알고 있습니다. . 꽤 약합니다. 이것은 애초에 지구에 실제로 역방향 힘이 없다는 것을 빠르게 보여줄 것이며, 당신이 경험하는 느낌에 대한 생물학적 이유를 우리에게 남겨줄 것입니다.
편집 : 위의 답변은 OP가 발을 미끄러지게하여 편집하기 전에 제공되었습니다. 발이 미끄러지는 경우 상황은 실제로 더 직관적입니다. 발이 붙었을 때 움직임이 없을 때 움직임이 느껴지는 이유를 설명해야했습니다. 이 경우 움직임이 있습니다.
이 상황에서는 실제로 완벽하게 가만히 있지 않습니다 . 발이 뒤로 미끄러지는 동안 실제로 앞으로 나아가는 힘을 가하여 몸을 가속시킵니다. 가만히 평균에 , 또 다른 힘이 몸을 감속하는 적용이 있어야 평균 . 이 힘은 발이 당신 앞에있을 때 발걸음을 시작할 때 거의 확실히 적용됩니다.
이것은 실제로 육체적으로 쉽게 볼 수 있습니다. 발을 뒤로 어떻게 미끄러지나요? 그렇게 할 때 전체 체중이지면에 있었다면 전진 가속도가 상당히 높을 것입니다. 당신의 움직임은 앞으로 한 걸음 앞으로 뛰고 뒤로 뛰는 것처럼 보일 것입니다! 따라서 미끄러지는 동안 발의 무게를 덜고 있다는 것이 거의 확실합니다. 이것은 일반적으로 약간 위로 점프 한 다음 위로 가속이 충분하면 발을 뒤로 밀어서 수행됩니다 . 이것은 또한 초기 상향 이동 중에, 발을 밟은 직후에 앞발에 매우 많은 양의 힘을 가하고 있음을 의미합니다 (체중과 위쪽으로 가속 할 수있을만큼 충분히). 이것은 매우 높은 정적 마찰력을 가질 수 있음을 의미합니다.
따라서 발이 떨어지면 정적 마찰을 사용하여 전진 동작을 저지합니다. 위쪽으로 밀고 발의 무게를 덜고 뒤로 미끄러지게합니다. 이것은 약간의 전진 동작을 적용합니다. 다른 발이 떨어지면 그 움직임을 저지하여 원래 있던 곳으로 돌아갑니다.
"제자리에서 달리기" 라는 운동입니다.
제자리에서 달리는 것은 다른 근육과 움직임을 사용하기 때문에 달리기와 같은 이점을 제공하지 않지만 많은 이점이 비슷합니다.
달리기 물리학에 관한이 기사에서
제자리에서 달리기 위해서는 신발과지면의 마찰로 인해 전진 운동량이없는 방식으로 발을 사용해야합니다. 이는 위에 인용 된 문장을 설명합니다. 제자리에서 점프 할 때 나타나는 마찰력과 비슷합니다.