Come funziona l'attrito quando camminiamo o corriamo?

Quando stai in piedi sul terreno, il terreno esercita una forza verticale (W) su di te che bilancia il tuo peso come mostrato nella figura 1. Questa forza è spesso chiamata reazione normale. È possibile stare in piedi su una superficie dove non c'è praticamente nessun attrito come il ghiaccio su una pista di pattinaggio.

Tuttavia una volta che si cerca di camminare o correre un po' di attrito è essenziale come si può vedere dalla figura 2. La forza verticale è ora G, che è un po' meno di W per un motivo che sarà spiegato più avanti e la forza di attrito è mostrata come F. Questa forza di attrito agisce nella direzione opposta alla componente orizzontale della forza del piede sul terreno. Ciò significa che quando il piede "spinge in avanti" all'inizio della falcata (Figura 2(a)) la forza di attrito agisce all'indietro per evitare che si scivoli, mentre quando si "spinge all'indietro" alla fine della falcata agisce in avanti (Figura 2(c)).

La forza di attrito è legata alla forza verticale dall'equazione F = μG dove μ è il coefficiente di attrito tra il piede (o le scarpe) e la superficie su cui si sta camminando. Di solito è compreso tra 0,6 e 0,75 per le scarpe e il pavimento. Ricordate che μ dipende da entrambe le superfici - la suola delle scarpe E la superficie del pavimento.

La forza risultante (R) in ogni parte del passo è calcolata usando: R2 = G2 + F2

Quando si corre la velocità aumenta e si ottiene questo aumentando la lunghezza della falcata e la frequenza del movimento delle gambe. Entrambe le gambe ruotano mentre si corre e anche il centro di gravità del corpo si sposta su e giù di qualche cm durante ogni falcata sia nel camminare che nel correre.

La ragione per cui le forze verticali sono maggiori nel camminare e nel correre rispetto a quando si è fermi è che in piedi la forza verticale deve solo bilanciare il peso. Tuttavia nel camminare, e in un caso più estremo nella corsa, la forza deve sostenere il vostro peso e produrre un cambiamento di slancio quando atterrate, cambiando il movimento verso il basso in un movimento verso l'alto per il passo successivo. Nella camminata questa forza sarebbe fino a 1,5 volte il vostro peso corporeo, mentre nella corsa potrebbe aumentare tra 2,0 e 2,9 volte il vostro peso corporeo!

Indossare scarpe 'buone' con suole e tacchi che assorbano parte di questo shock è vitale soprattutto per gli atleti che corrono lunghe distanze su strade dure.

fonte : schoolphysics ::Welcome::