испытывает ли бегущий человек состояние перегрузки и невесомости

Короткий ответ: да. Во время бега человек реально может чувствовать перегрузку (когда нога касается земли и тело ускоряется вверх) и периодически не весомость (невесомость) в момент полёта между шагами.

Подробное объяснение (пошагово)

1. Что анализируем

• Рассмотрим вертикальное движение тела и силы вдоль вертикали.
• Сила тяжести действует вниз: F_g = m g.
• Когда нога касается земли, опорная сила R действует вверх.
• В сумме по вертикали получаем закон Ньютона: R - m g = m a_y, где a_y — ускорение тела по вертикали (направлено вверх положительно).

2. Что означает перегрузка (g‑силы)

• Перегрузка ощущается из-за опорной силы R. Когда R > m g, тело ускоряется вверх, и человек ощущает «более чем обычную» тяжесть.
• Ощущаемая перегрузка по g равна отношению опорной силы к своему весу: g_eff = R / (m g). Например, если R ≈ 2.5 m g, то g_eff ≈ 2.5. То есть ощущается около 2.5 g.
• Типичные значения: при обычной беговой нагрузке на почве R часто составляет примерно в 2–3 раза вес тела, иногда меньше или больше в зависимости от скорости и стиля бега. Это означает перегрузку порядка 2–3 g во время контакта.

3. Что такое невесомость

• Когда нога не касается земли и человек летит в воздухе, опорная сила R ≈ 0.
• Тогда ускорение по вертикали a_y = -g (снижение скорости вниз под действием тяжести).
• В этот период человек “не ощущает” опоры и кажется, что у него нет веса — это и есть ощущение невесомости, хотя гравитация остаётся.

4. Как это выглядит на практике (пример)

• Пусть масса человека m = 70 кг, g ≈ 9.8 м/с².
• Во время удара опорная сила могла бы достигнуть R ≈ 2.5 m g ≈ 2.5 × 70 × 9.8 ≈ 1715 Н.
• Перегрузка: g_eff = R / (m g) ≈ 1715 / (70 × 9.8) ≈ 2.5 g.
• В течение контакта ускорение COM вверх: a_y = (R - m g)/m ≈ (1715 - 686)/70 ≈ 14.7 м/с² ≈ 1.5 g. То есть в момент контакта тело испытывает примерно 1.5 g дополнительного ускорения вверх (в сумме с обычной гравитацией ощущается примерно 2.5 g).

5. Что это значит для разных фаз бега

• Фаза касания: R>mg, тело испытывает перегрузку (обычно 2–3 g на характерном шаге).
• Фаза полёта: R≈0, ощущается невесомость (скорость вниз ускоряется под действием g).
• Частоты и амплитуды зависят от скорости, техники и подготовленности. При спринтах перегрузки могут быть даже выше, чем при обычном беге.

6. Итог

• Бегущий человек действительно испытывает перегрузку во время касания земли и периодически ощущает невесомость между шагами.
• Макс. перегрузки обычно лежат в диапазоне примерно 2–3 g для обычного бега; в отдельных случаях при ускорениях или длинных толчках могут достигать 4 g и выше.
• Невесомость — это временная фаза полёта в воздухе между шагами, когда опора отсутствует и тело движется под действием гравитации.

Если хочешь, могу помочь посчитать конкретные значения для твоего примера: скажи массу человека, тип бега (медленный jog или быстрый спринт) и оценим ориентировочные максимальные перегрузки и длительность полёта.