Чем отличается ходьба от бега с точки зрения физики?

21 September
Источник изображения: Кадр из х/ф «Форрест Гамп»
Источник изображения: Кадр из х/ф «Форрест Гамп»

Люди редко задумывается об обыденных вещах — они настолько привычны, что принимаются как данность. Но стоит задуматься над привычной вещью или понятием, как возникают многие вопросы, а то и вовсе столкновение с полной неизвестностью. Например, все люди используют понятие времени в своей повседневной жизни, но стоит спросить любого человека с улицы - а что такое время?, как собеседник окажется не способен это объяснить. Он будет приводить различные аргументы и определения, но так и не сможет вырваться из заколдованного круга и будет утверждать следующее "время есть время, потому что это время". Но и абсолютное большинство ученых не способны объяснить это привычное понятие.

Точно так же сложности ту простых людей возникают при попытках объяснения понятий ходьба и бег, хотя ходить и бегать эти люди могут прекрасно. Просто они не задумываются, как им удается это делать, ведь все проходит на уровне инстинктов и обретенных навыков. Между тем, специалисты указывают на различные нагрузки во время этих процессов, скорость перемещения, требования к выносливости, работа групп мышц также различны.


Главное различие между ходьбой и бегом проявляется сразу же как начинается анализ этих процессов с точки зрения физики. Когда человек неспешно идет, то в любой момент времени хотя бы одна из ног касается земли. При перемещении тела во время ходьбы человек наклоняется вперед и фактически падает — от удара о поверхность спасает только вовремя выставленная нога, на которую и опирается человек. Таким образом, ходьба это ряд падений, которые предотвращаются вовремя выставленной ногой.

Если рассмотреть подробно бег, особенно с проведением скоростной фотографии, как это делалось в начале прошлого века, то можно будет обнаружить кадры на которых у человека в процессе бега будут оторваны от земли обе ноги, проявиться так называемая "фаза полета". Обе ноги у человека от земли отрываются во время прыжка, так что бег представляет собой ряд последовательных прыжков.

Фотосъемка бегущего человека. Источник изображения: wikimedia.org
Фотосъемка бегущего человека. Источник изображения: wikimedia.org

Практически для каждого человека бег означает перемещение с большей скоростью, нежели ходьба (если дело не касается бега или ходьбы на месте). В процессе бега угол сгиба колена весьма значителен, что позволяет сильно оттолкнуться и быстро набрать скорость. Скорость при ходьбе у обычного человека колеблется в районе 3-5 км/ч, при спортивной разновидности достигает 8 км/ч. А для бега нередким бывает перемещение со скоростью 30км/ч, для этого достаточно пробежать стометровку за 12 секунд, что по силам многим людям. Но и бежать долгое время с такой скоростью не смогут даже прекрасно тренированные спортсмены.

А для перемещения с большей скоростью и энергии требуется больше. А увеличение потребления энергии приводит к более активному сжиганию калорий. Если средний человек за час ходьбы расходует примерно 300 килокалорий, то час бега потребует уже 800 килокалорий. Так что бег является гораздо более эффективным средством борьбы с лишним весом. Правда даже в неспешном темпе пробегать целый час способны далеко не все.

Именно в процессе бега повышается выносливость человека, а волокна его мышц начинают более активный рост. Человек, предпочитающий оздоравливаться с помощью бега, способен к более производительному физическому труду и в течении большего промежутка времени, его сердечно-сосудистая система более устойчива по сравнению с коллегой предпочитающим ходьбу. Но у бега есть и свой существенный минус — он значительно травмоопаснее и требует гораздо более тщательного подбора спортивной обуви.