Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Забеги"по" и "против часовой стрелки".
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Физика

Забеги"по" и "против часовой стрелки".

библиотека
материалов

Забеги ПО и ПРОТИВ часовой стрелки

на спортивных соревнованиях

и влияние данного фактора на спортивные результаты.



Почему легкоатлеты, конькобежцы, велосипедисты на треках в

северном полушарии стартуют против часовой стрелки? Дань традиции,

или учет физических явлений, влияющих на спортивные результаты?

В сборнике задач В.Г.Зубова и В.П.Шальнова (М.,1967 г., стр. 173)

приводится решение задачи для тела, совершающего поворот, без учета

вращения Земли. Это более простой случай, являющийся первым этапом

на пути решения поставленной проблемы.



hello_html_m15f6d43e.png

В точке А на обоих рисунках на тело действуют две силы: mg и F

бокового давления. Результирующая этих сил вместе с силой тяжести

и создают необходимое для поворота hello_html_m53d4ecad.gifahello_html_6d0d7cd7.gif=hello_html_70c20f6f.gif.

Рассмотрим два случая:

1. V<Vhello_html_m149ac131.gif. (Рис. 1.1.) В этом случае hello_html_70c20f6f.gifhello_html_m53d4ecad.gifмало, следовательно мала

и F. Точка приложения F будет лежать выше центра тяжести тела, что приведет к появлению момента силы F, наклоняющего спортсмена в направлении указанном стрелкой. Положение бегуна становится устойчивым

для прохождения поворота.


2. V>Vhello_html_m149ac131.gif( Рис. 1.2.) hello_html_70c20f6f.gif, а следовательно и F, увеличивается. Точка приложения F опускается ниже центра тяжести. Момент силы F будет

запрокидывать спортсмена относительно точки А в направлении, указанном

стрелкой. Бегун потеряет устойчивость и уйдет по касательной за пределы беговой дорожки.

Какую лепту вносит в рассмотренные варианты суточное вращение

Земли?

Рассмотрим Северное полушарие Земли с северного полюса, где Vhello_html_9248d6c.gif-

направление скорости вращения Земли; Vhello_html_m249ba1dd.gif- направление скорости забега

спортсмена: А – по часовой стрелкеhello_html_560669e1.gif; Б – противhello_html_m3d6a607f.gif.



hello_html_2808f07e.png

Так как hello_html_f4c4d65.gif=2[hello_html_m17c03bf7.gif x hello_html_13803fca.gif] , то кариолисово ускорение в случае А будет направлено к ,, центру” беговой дорожки. В случае Б – во внешнюю сторону

беговой дорожки от ,,центра”,или в сл. А - аhello_html_66ee6d2d.gifhello_html_3113dc23.gif аhello_html_74761948.gif, в сл.Б - аhello_html_m28633a89.gifhello_html_2829ddbc.gif аhello_html_74761948.gif.

Это приведет в случае А к увеличению F(преждевременное запрокидывание),

в случае Б к уменьшению F (создает запас устойчивости на повороте).


Количественно hello_html_51a992dd.gif=hello_html_6d05011d.gif=hello_html_m251ad55b.gif=1500 раз, т.е. аhello_html_74761948.gif составляет 0,06% от аhello_html_m28633a89.gif

При расчете взяты размеры стандартного стадиона.

Ясно, что при движении с V=Vhello_html_m149ac131.gif, выявленный фактор является значимым, хотя и не влияющий, напрямую, на время финиширования.

Суточное вращение Земли влияет на спортивные результаты исходя

из других соображений.

Рассмотрим движение по противоположным сторонам стадиона,

находящихся на разных параллелях 1 и 2.




hello_html_m670c1f16.png



Ниже , на рисунке 4, видно, что на средних широтах hello_html_2e85d6ba.gifR=LCos a. Взяв стандартную ширину стадиона L=60 м и hello_html_3efa580e.gif=45hello_html_6538c4a.gif, находим


hello_html_2e85d6ba.gifhello_html_m53d4ecad.gifR=60hello_html_2268cba1.gif=42 м. Следовательно, скорости точек Земли, лежащих на

1 и 2 параллелях будут отличаться на величину


hello_html_2e85d6ba.gifV=Whello_html_2e85d6ba.gifR=hello_html_m45c0ee3f.gifhello_html_m6fcf06c8.gif=0,003hello_html_1588f63.gif

hello_html_53a9c055.png

При забеге против часовой стрелки hello_html_m3d6a607f.gif (Рис.5), Vhello_html_m345d2eaf.gif>Vhello_html_m4c53cdf0.gif,



hello_html_m25179940.png


Vhello_html_m2d0a756d.gif=Vhello_html_m249ba1dd.gif+ Vhello_html_m345d2eaf.gif

тогда к рис. 5 hello_html_1b730b13.gifVhello_html_446a39e3.gifhello_html_m3d6a607f.gif=Vhello_html_36c1ebe2.gif+ hello_html_5d8f1769.gif,

Vhello_html_m4806381e.gif=Vhello_html_m249ba1dd.gif- Vhello_html_m4c53cdf0.gif

Аналогично при движении по часовой стрелки hello_html_560669e1.gif к рис. 6


Vhello_html_m2d0a756d.gif= Vhello_html_m249ba1dd.gif- Vhello_html_m345d2eaf.gif

hello_html_1b730b13.gifVhello_html_255ef2f.gifhello_html_560669e1.gif=Vhello_html_36c1ebe2.gif- hello_html_5d8f1769.gif ,

Vhello_html_m4806381e.gif=Vhello_html_m249ba1dd.gif+ Vhello_html_m4c53cdf0.gif


Видно, что Vhello_html_36c3985b.gifhello_html_m3d6a607f.gif> Vhello_html_255ef2f.gifhello_html_560669e1.gif ,откуда hello_html_m9d16725.gifhello_html_11abaf37.gif= hello_html_m9d16725.gif=0,003hello_html_1588f63.gif .


Примем для легкоатлета Vhello_html_560669e1.gif=13hello_html_1588f63.gif , тогда Vhello_html_m3d6a607f.gif=13.003hello_html_1588f63.gif.

Время финиша для одного круга в 400 м составит

thello_html_m74e5e4fd.gif=hello_html_56deca0c.gif = 30.7692 с

hello_html_1b730b13.gifhello_html_mc77ff6d.gif=0.007с

thello_html_m5f799c48.gif=hello_html_m75f5081a.gif=30.7621с


Понятно, что разрыв будет возрастать, если спортсмены до финиша

пробегут несколько кругов, а это уже сотые доли секунды.

Таким образом, при стартах в северном полушарии Земли при забегах

против часовой стрелки срабатывают два фактора, улучшающие спортивные результаты:

а) увеличение устойчивости спортсмена при движении на поворотах к

опрокидыванию. ( этот фактор является решающим для фигурного катания

при выполнении прыжков в 3 – 4 оборота);

в) возрастают спортивные результаты на 0.007 с. на каждом круге забега

для легкоатлетов, конькобежцев, велосипедистов.




Е.С.Матвеев

Учитель физики высшей категории

МБОУ СОШ N1 г.Княгинино

Нижегородская область.


Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 05.12.2015
Раздел Физика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров234
Номер материала ДВ-229570
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх