Забеги"по" и "против часовой стрелки".

              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.

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  a=.

Рассмотрим два случая:

1. V<V. (Рис. 1.1.) В этом случае мало, 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>V( Рис. 1.2.) , 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 V-

направление скорости вращения Земли; V- направление скорости забега

спортсмена: А – по часовой стрелке; Б – против.

Так как   =2[ x ] , 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 -  а  а, в сл.Б - а а.

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

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

Количественно  ===1500 раз, т.е.  а составляет 0,06% от а

При расчете взяты размеры стандартного стадиона.

Ясно, что при движении с V=V, 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.

Ниже , на рисунке 4, видно, что на средних широтах R=LCos a. Взяв  стандартную ширину стадиона  L=60 м и  =45, находим

R=60=42 м.  Следовательно, скорости точек Земли, лежащих на

1 и 2 параллелях будут отличаться на величину

V=WR==0,003

При забеге против часовой стрелки        (Рис.5), V>V,

                              V=V+ V

тогда к  рис. 5                                         V=V+ ,

                                 V=V- V

Аналогично при движении по часовой стрелки         к рис. 6

V= V- V

                             V=V-  ,

 V=V+ V

Видно, что    V> V ,откуда  = =0,003 .

Примем для легкоатлета V=13 , тогда  V=13.003.

Время финиша для одного круга в 400 м составит

t= = 30.7692 с    

                                                     =0.007с

  t==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.