Wie kann sich ein Läufer beschleunigen?

Denken Sie nicht an kinetische Reibung, nur weil sich ein Teil von ihm bewegt. Ist es auch Gleitreibung, wenn ich still stehe, aber mit den Armen schwinge? Viele Partikel in ihm oder anderswo könnten sich bewegen oder auch nicht. Sie sind irrelevant.

Relevant sind nur die erdberührten Partikel .

Und sie bewegen sich nicht . Sein Fuß bewegt sich während des Schritts nicht. Es ist stationär und rutscht nicht beim Berühren. Hier herrscht Haftreibung .

Und Haftreibung kann leicht variieren.

Rutscht der Schuh? Wenn nicht, dann ist es keine Gleitreibung. Wenn der Schuh nicht rutscht, ist die Sohle des Schuhs in Bezug auf den Boden stationär und die ausgeübte Kraft ist Haftreibung. Wenn er nicht auf Eis oder einer geschmierten Oberfläche läuft, ist es unwahrscheinlich, dass er kinetische Reibung erfährt.

Die Reibungskraft ist dabei nicht konstant. Die Kraft der Haftreibung ist nur das, was notwendig ist, um ein Rutschen zu verhindern. Im Laufe seines Schrittes ändert sich die Reibungskraft.

Beschleunigung tritt auf, wenn die Nettokraft auf ein Objekt nicht Null ist. Das ist alles, was zählt. Es spielt keine Rolle, ob die Kraft konstant ist. Dabei spielt es keine Rolle, wie viele Kräfte auf das Objekt einwirken. Es spielt keine Rolle, ob sich das Objekt in die gleiche Richtung wie die Kraft bewegt. Solange die Nettokraft nicht Null ist, wird sie beschleunigen. In diesem Fall wirken nur drei Objekte auf den Läufer ein: Schwerkraft, Reibung und die Normalkraft. Die Schwerkraft ist direkt nach unten gerichtet und die Normalkraft ist direkt nach oben gerichtet (unter der Annahme eines flachen, ebenen Bodens). Reibung wirkt horizontal, um den Läufer zu beschleunigen.

Für einen Teil des Schrittes übt der Mann sicherlich eine Kraft auf den Boden in der Rückwärtsrichtung aus und der Boden übt eine Kraft auf den Mann in der Vorwärtsrichtung aus, was bewirkt, dass der Mann seinen Schwung und damit seine Geschwindigkeit in der Vorwärtsrichtung erhöht.
Die Reibungskräfte entstehen, weil die Muskeln des Mannes den Fuß in den Boden drücken.
Es spielt keine Rolle, ob sein Fuß relativ zum Boden rutscht oder nicht, außer dass eine größere Reibungskraft auf den Mann ausgeübt werden kann, wenn kein Rutschen auftritt.

Sie haben also eine Reihe von Impulsen (Kraft$\times \Delta$Zeit), die aufgrund des Bodens auf den Mann einwirkt, was seinen Schwung und seine Geschwindigkeit erhöht.

Ich denke, dass die interessante Tatsache darin besteht, dass für den anderen Teil des Schrittes die Reibungskraft, die aufgrund des Bodens auf den Mann wirkt, tatsächlich in der entgegengesetzten Richtung zu der seiner Bewegung ist und einen Impuls vermittelt, der dazu neigt, seinen Schwung zu verringern.
Deshalb kann ein Mensch eine positive Beschleunigung haben, sich mit "konstanter" Geschwindigkeit bewegen oder eine negative Beschleunigung haben.
Es hängt alles von der Größe und Richtung der Reibungskraft ab, die auf den Mas in verschiedenen Phasen seines Schrittes wirkt.

Vielleicht finden Sie diesen Artikel informativ, aus dem ich dieses Diagramm erhalten habe, das die Kraft zeigt, die auf eine Person (einschließlich der vertikalen Komponente) beim Joggen ausgeübt wird.

Beachten Sie insbesondere den gestrichelten Graphen, der die horizontalen (Reibungs-)Kräfte zeigt, die auf eine joggende Person wirken, die während eines Schritts die Richtung ändert.