Saturday, 6 March 2010

Fakiirinpetissä haarat levällään


Fakiirinpetissä yleensä maataan selällään, mutta voi siinä seistäkin, jopa paljain jaloin. Silloin tosin sattuu enemmän, kun paino jakautuu vähemmälle määrälle nauloja.

Entäpä jos levittää jalkansa haara-asentoon. Sattuuko silloin enemmän vai vähemmän?

Ensin viisasteleva vastaus (niitä tulee tästä myllystä pyytämättä). Haarat levällään seisovan ihmisen painopiste on ehkä 0,5 metriä alempana (aika levällään saa olla jo silloin), jolloin hänen painonsa kasvaa Newtonin painovoimalain avulla laskettavalla määrällä.




G = gravitaatiovakio

M = Maapallon massa

m = ihmisen massa

r = ihmisen painopisteen etäisyys (metreissä) Maapallon keskipisteestä

Kovin suuri painoero ei ole. Noin 0,00002%. Jos asia ilmaistaan kaikkien ymmärtäminä grammoina, niin 100 kg painava henkilö olisi siis haarat levällään seisoessaan 0,002 grammaa painavampi.

Tiedän kyllä hyvin, että paino on voima ja sen yksikkö on newton ja olisi oikein sanoa 100 kg:n massaisen henkilön olevan haarat levällään 0,02 newtonia painavamman. Arkipuheessa kuitenkin paino ilmaistaan kiloissa (ei siis edes kilogrammoissa) ja grammoissa, joten en viitsi potkia tutkainta vastaan. Sanottakoon nyt kuitenkin vielä varmuuden vuoksi, että matalammalla olevan henkilön massa ei muutu, mutta paino kasvaa. Tosin niin olemattoman vähän, että lopetetaan tämä spekulaatio tähän.

Seisottiin jalat yhdessä tai levällään, niin tukivoiman pystysuorassa suunnassa pitää olla yhtä suuri kuin ihmisen paino. Eli 100 kg:n massaisen eli noin 1000 newtonin painoisen henkilön molempiin jalkapohjiin kohdistuu ylöspäin 500 newtonin tukivoima, mikä pitää estää häntä painumasta lattiasta lävitse. Tämän voi todeta helposti seisomalla kahden kylpyvaa´an päällä. Lukemat eivät muutu riippumatta siitä, ovatko haarat yhdessä tai levällään. Kumpikin näyttää koko ajan lukemaa, joka on puolet henkilön painosta.

Tämä pätee seisottiin sitten lattialla tai piikkimatolla, jonka naulat vain välittävät painon kohdistuvaksi lattiaan. Toki piikkimatolla seisova varmaan toivoo, että nauloja on niin paljon ja ne ovat riittävän tylsiä, jotta niiden tukivoima kohdistuu riittävän suurelle alalle. Muutoin jalkaterä humpsahtaa niistä lävitse.

Kun paino välittyy vinossa olevien jalkojen välityksellä alustaan, niin jalat pyrkivät leviämään koko ajan enemmän. Se, ettei henkilö mene sivusuunnassa spagaatiin, johtuu sekä jalan ja alusta välisestä kitkasta että anatomia estää jalkoja leviämästä loputtomiin. Yleensä vain pieni osa jalkoja sivusuunnassa paikallaan pysyvää voimaa on kitkaa, suurin osa kehon sisäisiä voimia. Ihminen kun ei ole lantiostaan sätkynukke eli äärettömän irtonainen. Ei edes Marco Bjuström. Joka tapauksessa jalkapohjaan kohdistuva kokonaisvoima on haarat levällään oltaessa hieman suurempi kuin jalat yhdessä seisottaessa.

Tällä olisi fakiirin pedillä vaikutusta vain silloin, jos naulat kääntyisivät jalan mukana siten, että ne olisivat koko ajan kohtisuorassa työntösuuntaa vastaan. Nythän näin ei ole, joten vain jalkojen painon pystysuora komponentti ja naulojen tukivoima kumoavat toisensa. Siis tässä mielessä on samantekevää, onko jalat haarallaan vai ei.

Haarat levällään seistäessä jalkaterät myös kääntyvät. Tämän fysikaalis-matemaattinen käsittely on kuitenkin paljon hankalampaa, koska jalat eivät ole ”ideaali” fysikaalinen kappale, eli jäykät sauvat. Jalkateriä voidaan käännellä nilkoista myös sivusuunnassa, joskin aika rajoitetusti. Käsitellään kuitenkin tämä ideaalisilla jaloilla.

Haarat levällään seisovan jalkaterät kallistuvat hieman sisäänpäin. Tämän seurauksena jalkaterän ulko-osa nousee hieman ylös ja vastaavasti sisäosa painuu alaspäin. Jalkaterän muodosta johtuen paino jakautuu nyt epätasaisemmin jalkapohjalle. Paine helpottuu ulkoreunalla, mutta kasvaa voimakkaasti pienellä alueella jalkaterän sisäreunalla. Jalkapohjiin siis sattuu haarat levällään enemmän kuin haarat yhdessä seisten, koska naulojen paine kohdistuu voimakkaana pienemmälle osalle jalkapohjaa. Tälle osalle tuleva lisäkipu tuntuu enemmän kuin toiselle osalle tuleva helpotus. Ainakin minulla testattaessa. Muiden tuntemuksista en voi tietenkään sanoa mitään, vaan ne on jokaisen itse koettava. Kun hypätään yksinkertaistuksia tekevästä fysiikasta fysiologiaan, niin muuttujien ja monimutkaisuuden määrä kasva rajusti. Painetta aistivat hermosolut eivät ole suinkaan tasaisesti jakautuneina jalkapohjissa. Paljon paljain jaloin kävelevillä on paksu nahka jalkapohjissa, jne. Joten jos haluaa tietää omat tuntemuksensa, niin ei muuta kuin Heurekan piikkipedille haaroja levittämään.





















Jalkaterään kohdistuvat voimat. Vihreällä painon jalkaterään kohdistama voima ja sen alaspäin ja sivulle työntävät komponentit ja punaisella edellisen kompensoiva voima ja tämän jakautuminen komponenteiksi tukivoima sekä kitka .


2 comments:

  1. Hyvin triviaalia eli hauska.

    ReplyDelete
  2. Pelkuri kun olen, niin seison saunan lattialla, en fakiirin petillä. Yritän saada jonkun ihan oikeaksi petilla olevaksi malliksi.

    ReplyDelete