Центр тяжести в первом случае смещается вперед, потому что, когда вы спотыкаетесь, вы натыкаетесь на препятствие, во втором случае у вас не было препятствия, получается, что нет опоры, чтобы сохранить свое равновесие. Нога уходит вперед по инерции, значит центр тяжести смещается назад, поэтому и падает человек назад.