俯卧撑

小昭物理

当人做俯卧撑时，“向上撑起的过程”和“向下落下的过程”中人体分别是“省力杠杆”还是“费力杠杆”？

几乎所有的人都说，向上撑起的过程中人体是费力杠杆，向下落下的过程中人体是省力杠杆！理由是，在我们所有人的感觉中，向上撑起的过程需要把几乎整个人体支撑起来，此过程肯定比下落的过程更费力，因为下落时几乎不需要用力啊！
事实真的如此么？

看看上面这个图，在人体向上撑起的过程中，地面对前臂向上的支持力属于动力，其动力臂如图所示；人体的重力属于阻力，其阻力臂如图所示。很显然，动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡公式，可知动力小于阻力，故此过程中，人体为“省力杠杆”！

我们继续采用类似方法，再看下面这个图，当人体向下运动时，人体重力属于动力，地面对前臂向上的支持力属于阻力，分别画出动力臂与阻力臂如图所示。很显然，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡公式，可知动力大于阻力，故此过程中，人体为“费力杠杆”！
怎么样？事实与我们的感觉完全相反了！

类似的情况我们在扩展一下，依然以人体中的杠杆为例，依然是判断省力杠杆与费力杠杆问题。请看下面这两幅图：


我们看上面人体的杠杆示意图中的第三个，“踮脚”和“落脚”的过程。脚掌是个杠杆，我们通常的感觉肯定以为“踮脚”时为费力杠杆，“落脚”时为省力杠杆。但是，事实呢？只要我们画出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂这杠杆的五个要素，然后依据杠杆平衡公式就可以判断出来，事实是恰好反过来的。这是一道中考物理题，当年出错率非常高。凡是懒得动手的同学几乎全错了！
其实，我们看一下这两个物理问题，是不是感觉非常类似？俯卧撑，踮脚落脚！

所以说，不根据物理知识检验的人的感觉都是不可靠的，中学生朋友们一定要养成用物理知识进行严格的逻辑推理以及实验验证来得出答案的习惯，千万不要凭感觉、想当然！