В школе нас часто вводят в заблуждение. Специально. Но это не заговор учителей физики, это банальное упрощение. Мы часто приравниваем вес тела к силе тяжести, не учитываем сопротивление воздуха, пренебрегаем тем, что тело — это не материальная точка, забиваем на силу трения в подвесе и в других местах — плюём на многое ради упрощения физики процесса и вычислений.
Из-за этих упрощений большинство уверено, что килограмм гвоздей и килограмм ваты весят одинаково, но это не так — ссылка будет в конце. А вот ещё один косяк школьный физики, который обычно замалчивают.
На школьных уроках по физике, когда проходят тему "Механическая работа", учителя вспоминают формулу A=F•S•cosα. И говорят, что если человек идет по горизонтальному участку, работа не совершается, потому что угол между силой тяжести тела и перемещением равен 90°, а cos90°=0.
Но какого черта мы тогда устаем, если работа не совершается? На что мы тратим энергию? Энергия, затрачиваемая человеком при ходьбе по горизонтальному участку дороги, вовсе не равна нулю, как говорят учителя физики в школе. Центр тяжести пешехода при каждом шаге поднимается на несколько сантиметров. За счет этого подъема совершается работа и тратится энергия.
Не будем вдаваться в подробности и формулы, но работа при ходьбе по горизонтальной дороге равна примерно 15% от работы по поднятию тела пешехода на высоту, равную пройденному пути. Это ещё больше века назад посчитал профессор В.П. Горячкин и подробно описал в своей небольшой книжице с названием "Работа живых двигателей", изданной аж в 1914 году, так что если нужны подробности, вы знаете, куда смотреть.
Кроме небольших поднятий тела при ходьбе энергия также расходуется на ускорение и замедление конечностей (в основном ног, но и рук тоже).
Почему нам тяжело просто стоять?
Школьная физика говорит, что работа обращается в нуль, если нет перемещения. Почему же тогда мы чувствуем усталость и боль в мышцах, когда просто стоим неподвижно с вытянутыми в стороны руками, в которых держим по две пятилитровых бутылки воды? И устают не только руки. Устает спина, поясница.
Даже если человека посадить на стул неподвижно и положить ему на плечи груз, со временем он все равно устанет. Но почему? Перемещения-то нет?
Это называется статической работой мышц. Но никакой статистики на самом деле нет. Происходят очень мелкие и частые сокращения мышц. А сокращения — это перемещения. Плюс совершается работа против сил тяжести. Короче говоря, это самая настоящая динамическая работа, а не какая-то вымышленная статическая. Просто физика её никак не учитывает.
К чему это я всё? К тому, что физика на самом деле гораздо сложнее и запутаннее, чем рассказывают нам в школе. А ещё из-за этого упрощения упускаются некоторые важные и интересные моменты. Что скажете, господа? Наверняка найдутся те, кто захочет поспорить, так что велком в комменты. Вот, что ещё будет любопытно прочесть: