Настольная книга остеопата. Основы биомеханики движения тела (Нейматов, Сабинин) - страница 35
Естественно, весы измеряют не силу, действующую на человека, а силу, которая действует собственно на весы. На самом деле регистрируется сила воздействия человека на весы (ЧВ), весы измеряют вес человека (т. е. силу, с которой человек действует на весы). Вектор ЧВ всегда будет равным по величине и противоположным по направлению вектору силы реакции весов на человека (ВЧ).
Когда человек находится в равновесии, и ничего не касается, величины сил действия человека на весы и гравитации на человека равны, соответственно величины ВЧ и ГЧ тоже будут равны.
Разница между СтЧ и силой реакции ЧВ может оказаться очень значимой, если человек на весах касается еще чего-либо. Если взвешивающийся человек держит что-то, то его вес (СтЧ) не меняется, но контактные силы (ВЧ, ЧВ) увеличатся. Аналогичным образом все знакомы с феноменом, когда во время взвешивания в ванной легкое надавливание на стенку ванны вызывает уменьшение веса. Давление пальцев вниз вызывает реакцию стенки ванны вверх (СтЧ). Теперь, равнодействующая (-СтЧ) + (+СтЧ) дает сумму, меньшую, чем сама СтЧ. Контакт между человеком и стенкой ванны создал дополнительную силу реакции, действующую на человека и выражающуюся в мнимом уменьшении веса. Естественно, это не уменьшение СтЧ, а уменьшение ВЧ.
Поскольку весы на самом деле измеряют не вес человека, а силу реакции «человек-весы», ЧВ будет равна СтЧ только в том случае, когда на человека не действуют какие-либо посторонние силы. В данном примере силу реакции (ЧВ) игнорировать нельзя, так как она является переменной, представляющей наибольший интерес.
Когда существует состояние равновесия, все силы, действующие на предмет, сбалансированы (сумма всех сил, действующих на предмет, равна нулю). Если на предмет действуют несбалансированные силы, объекту обязательно придается ускорение. На рис. 2.20 показаны три человека, тянущих веревку.
Рис. 2.20.Неуравновешенность сил, действующих на веревку, создает ускорение веревки в направлении человека С
Участники А и В тянут веревку, каждый с силой = 10 кг. Участник С развивает силу в = 21 кг в противоположном, или отрицательном направлении. Все силы действуют на один и тот же объект (веревка), по одной линии и, соответственно, являются частями одной линейной системы сил. Поскольку контакт с веревкой осуществляют только люди (незначительным действием силы тяжести можно пренебречь, так как веревка очень легкая), то равнодействующая сил, действующих на веревку, R = (+10 кг) + (+10 кг) + (-21 кг) = -1 кг. Чистый эффект воздействия на веревку равен 1 кг; он направлен в левую сторону и заставляет веревку двигаться с ускорением в этом направлении. Как только предмет начинает ускоряться, возникают новые силы, и кинетический анализ становится значительно сложнее. Мы будем придерживаться довольно простого (даже упрощенного) подхода, который не включает в себя более сложных понятий динамики.