“重心”的小秘密

劉國信

人體的重心在哪里？

人體的重心到腳底的距離與頭頂?shù)侥_底的距離之比約為0.618，同黃金分割比例幾乎一致。每個(gè)人的重心位置不同，主要受身高、體重等不同因素的影響。通常軀干低的人重心偏下，反之則偏上。現(xiàn)在家具的設(shè)計(jì)形式多種多樣，以座椅的設(shè)計(jì)為例，四條腿的一般穩(wěn)定性較好，三條腿、一條腿的就可能存在重心不穩(wěn)的問題。

除了直立靜止?fàn)顟B(tài)外，人體重心還隨人體位置和姿態(tài)的變化而不同，在實(shí)際生活中還要考慮綜合因素。例如，人采用站立式起跑時(shí)（以左腳在前為例），重心落在左腳上，上體向前傾至一定角度后，身體就會(huì)失衡，此時(shí)要做好向前快速移動(dòng)的準(zhǔn)備，否則就會(huì)因重心失衡而摔倒。

平衡車靠什么保持平衡？

近年來，我們經(jīng)?？匆娨恍┠贻p人站在一個(gè)由獨(dú)輪或雙輪構(gòu)成的裝置上，在城市的街道上穿行，這種裝置叫電動(dòng)平衡車，簡稱平衡車，也稱體感車、思維車、攝位車。平衡車主要利用的是一種被稱為“動(dòng)態(tài)穩(wěn)定”的基本原理，它利用車體內(nèi)部的陀螺儀和加速度傳感器來檢測車體姿態(tài)的變化，并利用伺服控制系統(tǒng)，精確地驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以保持系統(tǒng)的平衡。平衡車與人體自身的平衡系統(tǒng)很相似，當(dāng)人的重心前傾時(shí)，為了保持身體平衡，需要往前走，重心后傾時(shí)同理。

騎自行車為什么不會(huì)摔倒？

自行車是人類歷史上最成功的人力機(jī)械發(fā)明之一。早在康熙年間，清初著名物理學(xué)家、工藝家黃履莊就已經(jīng)開始進(jìn)行自行車的設(shè)計(jì)。他在工程機(jī)械制造方面有很深的造詣，世界第一輛自行車就出自他手。

自行車直線行駛時(shí)，騎車的人會(huì)不斷調(diào)整自身的重心以保證自身重心與自行車的重心處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。人在高速騎行時(shí)，重心相對(duì)于自行車實(shí)際上是在不停地左右移動(dòng)，人與自行車整體的重心隨著自行車的前行會(huì)不斷調(diào)整并趨向平衡位置，從而保持整體的中軸平衡狀態(tài)。同時(shí)，角動(dòng)量守恒及離心力等多方面因素的共同作用，保證了自行車在運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)出現(xiàn)左右傾倒。