Меня зацепило, что ощущение лишнего веса связано не с самим ребёнком, а с тем, насколько далеко его держишь. Мне ближе вариант со спиной: нагрузка никуда не исчезает, но телу легче её поддерживать. Теперь усталость вытянутых рук кажется мне гораздо понятнее.
Расстояние обманывает наше ощущение веса. Сила тяжести, действующая на ребёнка, не меняется, но чем дальше от тела его держат, тем больше момент силы, которому приходится противодействовать мышцам плеч и других частей тела. Всё решает геометрия. То, что кажется прибавкой в весе, на самом деле — увеличение момента силы: положение груза имеет почти такое же значение, как его масса.
Рукам это обходится дорого. Момент силы равен силе, умноженной на перпендикулярное расстояние от сустава до линии её действия. Это расстояние называют плечом силы. Даже небольшие расстояния всё меняют. В упрощённом примере неподвижного удержания ребёнка сила, направленная вниз и равная примерно ста ньютонам, создаёт в плечевом суставе момент в пятьдесят ньютон-метров, если плечо силы составляет полметра. Мышцы оказываются в ещё менее выгодном положении. Поскольку их собственные плечи силы гораздо короче, для удержания этой позы без движения им может потребоваться развивать усилия, намного превышающие вес ребёнка.
Чем ближе ребёнок к телу, тем легче мышцам. На спине отца ребёнок располагается ближе к туловищу, а нагрузка, в зависимости от способа переноски, перераспределяется с плеч, удерживающих вытянутые руки, на туловище, таз и ноги. Ничто не становится невесомым по волшебству. Равновесие по-прежнему зависит от общего центра масс; наклон вперёд может помочь расположить его над стопами, пока тело поддерживает ту же суммарную нагрузку от силы тяжести. Утомление зависит от того, как распределена нагрузка. Длительное изометрическое сокращение мышц вытянутых рук требует усилий даже без видимого движения; когда ребёнка несут близко к телу, эта потребность часто снижается, но не исчезает. Показания весов остаются прежними. На вытянутых руках и на спине нагрузка ощущается по-разному, хотя сам ребёнок совершенно не меняется.