誤解大家多年的一個問題:登山爬階梯,走折線不省力

編者按:在生活中我們獲得信息並進行儲存,有時候信息不是真的,我們也不會去過多的思考,這就是一種盲從心理,盲從心理還表現為一種從眾心理,看著別人湊熱鬧也要好奇的過去看看,看到別人買什麼,我們也去搶購;這些都是社會心理學的範疇所要解釋的。然而對於一些事實,如果仔細思考,那我們就會發現,原來別人說的並不一定科學合理,本文針對爬山走階梯省不省力來做一個討論。

誤解大家多年的一個問題:登山爬階梯,走折線不省力


《挑山工》和其S路線

《挑山工》是當代著名作家馮驥才寫的一篇紀實性散文,在文章裡馮驥才描寫了挑山工們的勤勞智慧,在爬泰山的時候斜著走,這樣可以節省一點力氣,於是我們便相信了挑山工們的確是很有智慧的,在勞動的過程中總結出了一套相對要省力的訣竅。原文這樣描述:

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在泰山上,隨處都可以碰到挑山工。他們肩上搭一根光溜溜的扁擔,扁擔兩頭的繩子掛著沉甸甸的貨物。登山的時候,他們一隻胳膊搭在扁擔上,另一隻胳膊隨著步子有節奏地一甩一甩,使身體保持平衡。他們的路線是摺尺形的從臺階的左側起步,斜行向上,登上七八級,到了臺階右側,就轉過身子,反方向斜行,到了左側再轉回來,每一次轉身,扁擔換一次肩。他們這樣曲折向上登,才能使掛在扁擔前頭的東西不碰在臺階上,還可以省些力氣。擔了重物,如果照一般登山的人那樣直上直下,膝蓋會受不住的。但是路線曲折,就會使路線加長。挑山工登一次山,走的路程大約比遊人多一倍。

我們學了這篇課文以後,就認識到原來摺尺形的路線登山,可以省力氣,這就形成了一種思維定式,而沒有去認真地思考,以後遇到臺階我們也是這樣去爬,就感覺省了很多力氣,而且我們還教導孩子們說這樣登山會省力氣,然而事實真相是什麼樣子的呢?

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省力不省功

按照我們物理學課本上學的功的原理,根據w = fs,功等於力乘以距離,因此力小了,做同樣的工需要的距離更多,因此我們就更加堅定走摺尺路線登山會更加省力,而我們在實踐中也感覺到走折線會省力一點,因為很多汽車盤山路就是這樣設計的,可以讓汽車更好的爬坡,確保在汽車馬力有限的情況下能夠運載更多的貨物翻山越嶺。

當然這樣說是沒錯的,的確路線是陡坡的時候這樣走是沒錯的,我們騎自行車上坡也是可以遵循這個原理的,走S線路上坡要比直接衝坡要容易得多,那為什麼我們還要對登山爬階梯走S路線省力的說法提出質疑呢?

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除非地上沒有臺階

登山做功,登上一個臺階你所做的功是W=mgh,當你挑的貨物重量確定時,這裡面的決定因素就是h,也就是階梯的高度,即便你再怎麼變著花樣斜著上,你一步邁出去要登這麼高的一個臺階,臺階的高度不因為你走折線就變短,所以你克服的重力是恆定的,你做的功是恆定的,你身體輸出的能量是恆定的,不管你怎麼走,在相同時間爬上相同數量的階梯,你身體的負荷是恆定的。

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假若你每次走上去的的臺階高度低一點,可能你的身體感覺會舒服,可臺階是不以人的意志為轉移的,因此在相同時間內你爬上一定數量的臺階,不管你是走Z路線還是S路線還是L路線,都不會省力,除非地上沒有臺階,沒有臺階我們走折線,每次登上去的高度會小一點,這樣感覺會省力點。

那為什麼我們會感到省力呢?

你每爬上一個臺階,你身體化學能要轉變成貨物和你身體的重力勢能,這兩者是對等的,所以你每爬一個臺階你要付出的能量是一定的,那怎麼樣才能讓你覺得省力呢?在做功不變的情況下,W=PT,也就是說時間變長,你輸出的功率會變小,要想功率變小,你可以 讓自己的身體緩慢輸出,這樣你就覺得輕鬆一點,總而言之一句話,你爬山上臺階要省勁,唯一的辦法就是慢點爬,和你走什麼樣的路線沒關係。

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因此我們登山的時候走折線,可能在時間上要長一點,登上一個臺階所需要的時間增加,我們體內三磷酸腺苷補充的就會充分點,這就和10秒鐘跑一百米你會覺得很累,一分鐘走一百米你會覺得很輕鬆一個道理。

小結:當然爬山走S線路或者走Z線路,根本不存在什麼省力不省功的原理在裡面,這是稍微有點物理常識的人都知道的,也希望大家能夠仔細思考,讓大家都知道這個原理,而不再是人云亦云,凡是不經過思考,凡事不過腦子,一切都是從眾。


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