Спорт и физика

К уроку

Материалы могут быть использованы при объяснении некоторых тем предмета и их связи со спортом.

Спорт и физика

Высокие достижения и знание физических законов.

Силы.

При прыжке игрок мускулами создаёт такую «силу выталкивания», которая позволяет ему подпрыгнуть и преодолеть силу тяготения.

Когда опора и тело движутся с некоторым ускорением, то в зависимости от направления движения тело может испытывать или невесомость или перегрузку. Когда ускорение совпадает по направлению и равно ускорению свободного падения, масса тела равна 0, это состояние называется невесомостью.

Давление на опору.

Период опоры для поступательного движения является основным и длится от момента постановки ноги на грунт до момента отрыва. Нога в этот период принимает на себя тяжесть падающего тела, амортизирует и затем производит отталкивание от грунта, создавая этим поступательное движение вперед (фаза отталкивания).

Горизонтальные усилия бегуна с момента постановки ноги и до начала фазы отталкивания направлены вперед и создают торможение (отрицательное ускорение). Затем в фазе отталкивания давление на опору направлено назад, при этом создается положительное ускорение большинству звеньев тела

При совершенствовании двигательного навыка (например, у опытных спортсменов-ходоков) вертикальные колебания общего центра масс снижаются до 3 сантиметров. А для устранения непроизводительных перемещений тела целесообразно использовать повороты таза. Благодаря поворотам таза не только уменьшаются вертикальные и боковые колебания тела, но также удлиняется шаг и ускоряется постановка стопы на опору.

Сила трения скольжения.

Катание на коньках относится к такому уникальному виду двигательной активности, который одновременно является и спортом, и прекрасным отдыхом.

— Почему коньки скользят на льду?

Когда мы стоим в острых коньках на льду, вес нашего тела распределяется по небольшой площади, которую занимают острия коньков. Поэтому мы оказываем на лед сравнительно большое давление. Лед под лезвиями плавится, между ними и льдом образуется тоненькая пленка воды, действующая как смазка. Пленка воды тоньше папиросной бумаги, но без нее не было бы скольжения. Это значительно снижает трение, что позволяет нам легко бегать на коньках.

Чтобы лед таял, недостаточно увеличить давление, нужна еще и дополнительная тепловая энергия. Согласно теории скольжения при движении конькобежца по льду возникают силы трения. Механическая энергия сил трения переходит во внутреннюю энергию льда. Именно за счет повышения внутренней энергии лед в точках соприкосновения с коньком расплавляется, образуется пленка воды, выполняющая роль смазки и облегчающая скольжение.

Сила трения скольжения маленькая. И лыжи легко скользят. Сила трения скольжения — это сила возникающая между соприкасающимися телами при относительном движении. Опытным путём установлено, что сила трения зависит от силы реакции опоры, от материалов трущихся поверхностей, от скорости относительного движения.

— Как добиваются хорошего скольжения спортсмены? (Уменьшают силу трения).

Силу трения скольжения можно уменьшить во много раз с помощью смазки. Лыжи сами создают для себя смазку. Когда мы скользим на них по снегу, то преодолеваем трение, а на это требуется затратить энергию. Энергия, затраченная на преодоление силы трения, преобразуется в тепло. Тепло, выделяемое при трении, способствует образованию тончайшей пленки воды. Снег под лыжами слегка подтаивает, тем самым вода создает смазку уменьшая силу трения.

— Для чего еще применяют лыжные мази?

Лыжные мази бывают двух типов: мази скольжения (парафины) и мази держания. Мази скольжения нужны для улучшения возможности скольжения лыж и для увеличения скорости движения. При выборе мази обязательно учитывают температуру воздуха. Мази держания должны увеличивать сцепление лыж со снегом в то время, когда спортсмен отталкивается или поднимается в гору. Спортсмены в содружестве с учеными научились создавать специальные лыжные мази. В настоящее время существует огромное количество лыжных мазей и их применение – это целая наука.

Современная теория скольжения.

При движении конькобежца по льду возникают силы трения, причем механическая энергия сил трения переходит во внутреннюю энергию льда.

Именно за счет повышения внутренней энергии, лед в точках соприкосновения с лезвием конька, расплавляется, образуется пленка воды-смазка, облегчающая скольжение.

При катании на коньках действуют законы механики (закон сохранения импульса, закон сохранения энергии). При движении конькобежца возникает сила трения. При поворотах работает закон сохранения момента импульса.

Что важно в спринтерском беге? (Стартовый разгон.)

Низкий старт позволяет придать бегуну необходимое ускорение, разогнаться на первых метрах до предельно возможной скорости. Главное — правильно и энергично оттолкнуться под острым углом к беговой дорожке и максимально быстро выполнять движения руками и ногами при выходе со старта.

Стартовый разгон — это участок дистанции, на котором происходит нарастание скорости бега от нуля до максимальной. Во время стартового разгона бегун движется ускоренно. В это время по второму закону Ньютона на него действует сила прямо пропорциональная ускорению и массе тела. Эта сила мешает бегуну набрать наибольшую скорость.

— Как преодолевает эту силу бегун?

Чтобы преодолеть эту силу бегун наклоняет тело вперед. Выводит центр тяжести тела за площадь опоры и облегчает продвижение вперед, происходит наибольшее увеличение скорости. Центр тяжести тела человека находится в нижней части живота.

Инерция.

При прыжке в длину большую роль играет инерция: после толчка дальнейшее движение совершается по инерции.

За счёт специальной техники выполнения броска хоккеисты используют силу упругой деформации клюшки для придания шайбе дополнительного ускорения.

Хоккеист бьет клюшкой по шайбе, и она скользит по льду. Это первый закон: под действием силы предмет движется. Если бы не было трения о лед, то шайба скользила бы бесконечно долго. Когда бьют клюшкой по шайбе, то придают ей ускорение.

А согласно третьему закону при ударе шайба действует на клюшку с такой же силой, как клюшка на шайбу, т.е. сила действия равна силе противодействия.

На повороте, если хоккеист не уменьшит свою скорость, то может отлететь в сторону. Это один из случаев проявления инерции — стремления движущегося предмета сохранять направление и скорость своего движения. Второй закон гласит: ускорение прямо пропорционально приложенной силе и обратно пропорционально массе

Сила упругой деформации.

Прыжки на батуте

Батут — это натянутая сетка. Спортсмен, прогибая эту сетку приобретает силу упругости, которая подбрасывает его вверх. Подбросив его вверх, он находится в невесомости.

Сила упругости- это сила, восстанавливающая то состояние, которое было до сжатия или растяжения.

Прыжки с шестом.