“重心”的小秘密

刘国信

人体的重心在哪里？

人体的重心到脚底的距离与头顶到脚底的距离之比约为0.618，同黄金分割比例几乎一致。每个人的重心位置不同，主要受身高、体重等不同因素的影响。通常躯干低的人重心偏下，反之则偏上。现在家具的设计形式多种多样，以座椅的设计为例，四条腿的一般稳定性较好，三条腿、一条腿的就可能存在重心不稳的问题。

除了直立静止状态外，人体重心还随人体位置和姿态的变化而不同，在实际生活中还要考虑综合因素。例如，人采用站立式起跑时（以左脚在前为例），重心落在左脚上，上体向前倾至一定角度后，身体就会失衡，此时要做好向前快速移动的准备，否则就会因重心失衡而摔倒。

平衡车靠什么保持平衡？

近年来，我们经常看见一些年轻人站在一个由独轮或双轮构成的装置上，在城市的街道上穿行，这种装置叫电动平衡车，简称平衡车，也称体感车、思维车、摄位车。平衡车主要利用的是一种被称为“动态稳定”的基本原理，它利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相應的调整，以保持系统的平衡。平衡车与人体自身的平衡系统很相似，当人的重心前倾时，为了保持身体平衡，需要往前走，重心后倾时同理。

骑自行车为什么不会摔倒？

自行车是人类历史上最成功的人力机械发明之一。早在康熙年间，清初著名物理学家、工艺家黄履庄就已经开始进行自行车的设计。他在工程机械制造方面有很深的造诣，世界第一辆自行车就出自他手。

自行车直线行驶时，骑车的人会不断调整自身的重心以保证自身重心与自行车的重心处于一个相对稳定的状态。人在高速骑行时，重心相对于自行车实际上是在不停地左右移动，人与自行车整体的重心随着自行车的前行会不断调整并趋向平衡位置，从而保持整体的中轴平衡状态。同时，角动量守恒及离心力等多方面因素的共同作用，保证了自行车在运动过程中不会出现左右倾倒。