Como se muestra en la Figura 1, el objeto (o cuerpo humano) A descansa sobre el soporte B. Hay tres fuerzas en la imagen: la atracción de la Tierra hacia A es la gravedad? G, la presión positiva hacia abajo de A sobre B FN1 y la fuerza de apoyo hacia arriba de B sobre A FN2. Las dos últimas fuerzas se derivan de la gravedad: la gravedad sobre A se concentra en la superficie inferior, presionando a B para producir FN1, lo que hace que B produzca una fuerza de reacción FN2 sobre A al mismo tiempo. Entre ellos, FN1 y FN2 son un par de fuerzas de acción y reacción recíprocas, con la misma magnitud, dirección opuesta y coexistencia. Actúan sobre B y A respectivamente y no pueden anularse entre sí. G y FN2 actúan sobre A al mismo tiempo y son un par de fuerzas equilibradoras que se cancelan entre sí de modo que A alcanza el equilibrio dinámico y A se encuentra en un estado estacionario. ?G y FN1 están en la misma dirección y actúan sobre A y B respectivamente.
La ingravidez y el sobrepeso son generalmente para A.
En la Tierra, el sobrepeso y la ingravidez del objeto (o cuerpo humano) A están estrechamente relacionados con su propio estado de movimiento, especialmente la aceleración a en la dirección hacia arriba y hacia abajo del propio A.
1 En estado de reposo o movimiento lineal uniforme, a=0, la presión positiva del objeto en el suelo sobre el soporte FN1=gravedad mg. Por eso la gente suele confundir estas dos fuerzas con la misma dirección, pero en realidad son muy diferentes. A veces, la presión positiva FN1 se denomina peso aparente y la gravedad mg se denomina peso real (consulte la Figura 1).
2 Cuando A está en el estado de movimiento de velocidad variable en dirección hacia arriba y hacia abajo, a ? 0, la presión positiva FN1 no es igual a la gravedad mg.
(1) Cuando la aceleración del objeto es hacia arriba (es decir, el objeto acelera hacia arriba o desacelera hacia abajo), agt;0, FN1gt;mg, el objeto ejerce mayor presión sobre el soporte. Hace que las personas sientan que el objeto parece exceder su propio peso, lo que se llama fenómeno de sobrepeso;
(2) Por el contrario, cuando la aceleración del objeto es hacia abajo (es decir, el objeto acelera hacia abajo o desacelera hacia arriba) alt; 0, FN1lt ;mg, el objeto solo ejerce una pequeña presión positiva sobre el soporte, haciendo que las personas sientan que el objeto parece ser más liviano que su propio peso, lo que se llama ingravidez;
(3) Cuando ?FN1=0, el objeto ejerce una pequeña presión positiva sobre el soporte. El objeto no produce ninguna presión positiva, lo que se denomina ingravidez total. En este momento, se siente como si el objeto estuviera "flotando" en el aire.
Alguien podría preguntar, cuando el objeto (o cuerpo humano) A tiene sobrepeso y pierde peso, ¿qué fuerza está cambiando?
Dado que la sobregravedad y la pérdida de peso de A están relacionadas con que la aceleración en la dirección hacia arriba y hacia abajo no es igual a cero, entonces debe estar relacionada con el hecho de que la fuerza externa resultante FR sobre A en la dirección hacia arriba y hacia abajo La dirección hacia abajo no es igual a cero.
Como se mencionó anteriormente, según el análisis de fuerzas (asumiendo que todos los vectores son positivos hacia arriba), la fuerza externa neta que A recibe es FR=G FN2. El objeto (o cuerpo humano) A está sujeto a dos fuerzas externas, G y FN2. Dado que la dirección y el tamaño de G? no cambiarán, debe ser que FN2 haya cambiado. Para decirlo sin rodeos, el fenómeno de sobrepeso e ingravidez del objeto (o cuerpo humano) A está determinado por el tamaño y la dirección de la fuerza de apoyo hacia arriba FN2 del soporte B sobre A.
La Tabla 1 muestra una lista de valores de cálculo de ejemplo simple de sobrepeso e ingravidez del objeto A con una masa de 1 kilogramo (el vector es positivo hacia arriba, la unidad de fuerza: vaca, la unidad de aceleración: metro/ segundo^2)
La fuerza externa FN2 que cambia el objeto y el cuerpo humano A cuando tiene sobrepeso o no tiene peso tiene dos fuentes: A o B, es decir, el cuerpo humano A (músculo) ejerce activamente fuerza o el cuerpo humano es ejercido pasivamente por B. Un ejemplo del primero es el movimiento acelerado de sentadillas o estiramientos del cuerpo humano en los deportes; un ejemplo del segundo es el movimiento acelerado hacia arriba y hacia abajo de una persona en un ascensor o avión.
1 FN2 proviene de B
Cuando una persona u objeto toma un ascensor o un avión, la fuerza que hace que acelere obviamente proviene del suministro de B, es decir, la poder de B. Por ejemplo, la fuerza ejercida por las personas que suben y bajan en un ascensor debe provenir de la potencia del motor que tira del cable de acero de la cabina, el cual ejerce fuerza sobre el cuerpo humano a través del piso de la cabina (es decir, la fuerza FN2 de B sobre A). La fuerza que FN2 ejerce sobre A se divide en dos partes. Una parte compensa la gravedad G (la magnitud y la dirección son fijas) y la otra parte acelera A (la magnitud y la dirección son variables). FR en A. .
2 FN2 proviene de A
Cuando las personas practican diversos deportes terrestres, el terreno B a menudo puede considerarse estacionario y es imposible que proporcione activamente FN2 para impulsar el cuerpo humano. . En este momento, la fuerza externa FN2 que impulsa el movimiento general del cuerpo humano sólo puede provenir de A. Suena un poco increíble usar A para ejercer fuerza y proporcionar aceleración. ¿Esto obviamente viola las leyes de la mecánica de Newton? La situación real es: la fuerza del músculo A del cuerpo humano y la gravedad actúan sobre el entorno externo estacionario tierra (B) para formar FN1 (fuerza del suelo), lo que provoca la fuerza de reacción del suelo FN2 (fuerza de reacción de soporte). Es con la ayuda de la fuerza externa FN2, la fuerza de reacción, que es posible promover el movimiento general del cuerpo humano y obtener aceleración. Sin depender de una fuerza externa, no importa cuán fuertes sean tus músculos, es imposible acelerarte directamente. Por ejemplo, por muy fuerte que sea un hombre fuerte, no puede levantarse del suelo agarrándose del pelo.
Entonces podemos decir: La fuente directa de aceleración que obtiene el cuerpo humano en diversos deportes terrestres es la fuerza de reacción FN2, y la fuente fundamental es la fuerza ejercida por los músculos humanos.
La fuerza de empuje FN1 producida por el cuerpo humano sobre el suelo incluye tanto la gravedad constante G como la fuerza muscular variable. En los deportes, el cuerpo humano puede controlar y ajustar el tamaño y la dirección de la fuerza muscular de acuerdo con las necesidades del ejercicio.
3 FN2 se deriva de A y B.
Este tipo de escenario mecánico es un poco más complicado, como un pasajero en un ascensor en funcionamiento que se pone en cuclillas o se estira y salta.
En resumen, no nos resulta difícil responder a la pregunta anterior: ¿Qué fuerza está cambiando debido al sobrepeso y la pérdida de peso?
Respuesta: La gravedad no ha cambiado. Es la fuerza de apoyo (o fuerza de reacción) FN2 del soporte B debajo del objeto (o cuerpo humano) A la que ha cambiado. Proporciona la fuerza externa resultante para que A gane aceleración, afectando así sus estados de sobregravedad e ingravidez.