La forma más estable de pie en un autobús

Question

Aquí es lo que me molesta por un tiempo bastante largo. Imaginar el día a día de la situación, que está de pie en un autobús con su espalda en la pared de tener sólo un espacio limitado en el piso y no manejar a la espera. Está bastante bien para la aceleración de los efectos en 3 de las 4 direcciones. Usted no va a caer detrás de la pared que está ahí. A la derecha y a la izquierda dirección es relativamente fácilmente manejado por una postura amplia, pero usted está preocupado acerca de la caída hacia adelante. Ahora, ¿cómo van a ser capaces de soportar los efectos de la aceleración de la manera más eficaz?

Como es probablemente un poco demasiado vaga (y tal vez no totalmente comprensible), permítanme elaborar y poner algunos números para demostrar la situación. Considere la posibilidad de un humano normal (media altura y verticales normales de distribución de peso, si una idea de como esta existe) y vamos que la limitación en el espacio del suelo se define como el 50 cm de la pared. Usted no puede poner aún más tus pies, porque alguien está de pie allí.

Si nos saltamos todos exóticas y antinatural posturas, básicamente nos encontramos a la izquierda con dos extremos y un continuo entre ellos. Un extremo es el que está de pie con las piernas rectas, segundo extremo es que la sentadilla (vamos a considerar aquí no ir por debajo de ese punto, cuando las piernas están en paralelo con el suelo (y vamos a pasar por alto lo inconveniente que esta postura es).

Mi físico imaginación es demasiado débil para al menos adivinar cuál de estas posturas es más estable, yo no sospecha que ver óptima en algún lugar entre (pero no estoy seguro de eso). Yo tampoco tenía ni idea de cómo debe ser calculado y si es algo bastante trivial, o algo muy duro.

Aquí una foto de lo que estaba hablando. La figura de la izquierda es lo que finalmente en el autobús, en la figura de la derecha es lo que viene intuitivamente a mí como mejor manera (centro de masa es menor, y tal vez los ángulos son más favorables). Así que.. es mejor doblar las rodillas (aunque sea un poco)?

Answer 1

Vamos a dibujar en un par de fuerzas y distancias:

El punto negro es su centro de masa (normalmente justo debajo del ombligo, creo). $a$ es la desaceleración de la de autobuses y $g$ es la aceleración debida a la gravedad.

Si los pies no patine, la pregunta es si va a girar en torno al punto en el que los pies toquen el suelo. Para responder a esto tenemos que calcular el neto momento sobre sus pies. Si este es negativo se va a estar tratando de rotar usted en el sentido contrario de manera que usted va a permanecer pegados a la pared. Si el momento es positivo que va a girar a la derecha y se caigan.

El momento es la fuerza multiplicada por la distancia perpendicular a la de pivote, por lo que la red de momento es:

$$ T = -gd + ah $$

Y, por tanto, la condición para no caerse es:

$$ gd > ah $$

Cuando te agachas a reducir el valor de $h$, por lo que reducir el $ah$ y esto hace menos probable que se caiga. Hay una pequeña sutileza a esto como la flexión de las piernas para cambiar la posición de su centro de gravedad (sube), pero en general la flexión de las piernas es una buena cosa, también lo hará maravillas para los músculos de su muslo :-).