Šuoliai į tolį

Fizika sutinkama kiekviename mūsų gyvenimo žingsnyje. Viena iš įdomių fizikos modelių pritaikymo sričių – įvairių sportinių veiklų paaiškinimas. Sportines veiklas galime paaiškinti, ir taip pat pagerinti sportinius rezultatus, remdamiesi įvairiomis fizikos mokslo dalimis, pavyzdžiui, mechanika, aero- ir hidrodinamika. Šiame trumpame modulyje pasirinkome šuolių į tolį sporto šaką, kaip pavyzdį mūsų analizei ir simuliacijai.

 

Pažiūrėkite filmuotą medžiagą kaip Mike Powell pasiekė savo šuolio į tolį pasaulio rekordą 1991. Kaip matome šiame video, šuolio į tolį judesys yra iš dalies panašus į kamuolio metimo judesį.

  http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=9N7qMqx9rNs

Jei norite tai atlikti, pirmiausia meskite kamuolį, atsispirdami ir nusileisdami po šuolio ant horizontalios linijos.

Kamuolio metimas atliekamas dviem skirtingais judesiais. Kamuolys skrenda horizontaliai pastoviu greičiu, bet įgyja didesnį pagreitėjimą leidžiantis žemyn dėl gravitacijos. Todėl greičio vektorius visą laiką keičią kryptį.

 


iDevice icon Veikla

 

Žiūrėkite taikomąją programą ir atsakykite į šiuos klausimus:

 

http://www.youtube.com/watch?v=9N7qMqx9rNs

 

1 užduotis: Vektorius v0 turi du komponentus. Pabandykite parašyti formulę vektoriams vx ir vy priklausomai nuo metimo kampo.

2 užduotis: Ar yra greičio taškas v = 0 m/s?

3 užduotis: Jūs norite padidinti metimo diapazoną. Kokias turite galimybes?

4 užduotis: Aprašykite, kas atsitiks, jei padidinsite metimo kampą.

5 užduotis: Koks bus kampas esant maksimaliam diapazonui?

  

iDevice icon Atvejo studija

Tikrai geri sportininkai šokdami į tolį įsibėgėjant pasiekia horizontalų greitį, lygų apytikriai 9 metrams per sekundę. Norint padidinti vertikalų greitį, sportininkai turi sumažinti horizontalų greitį.

6 užduotis: Koks būtų horizontalus ir vertikalus greitis, jei sportininkai bandytų šokti 45 laipsnių kampu?

           7 užduotis: Ar įmanoma pasiekti pasaulio rekordą, jei greitis yra 9 m/s šokant 45° kampu?


Dabar laikas atidžiau panagrinėti šuolio į tolį judesį. Vienas iš skirtumų tarp kamuolio metimo ir šuolio į tolį judesio yra kūno masės centro padėtis. Kūno masės centras nėra horizontalioje linijoje žemės paviršiaus atžvilgiu; jis yra apie metrą virš žemės, maždaug ties bamba. Kalbant apie šuolio į tolį judesį reiškia kalbėjimą apie kūno masės centro judesį. Sportininkai pradeda šuolį stovėdami tiesiai, todėl nuotolis nuo žemės iki bambos bus apie 1 m. Šuolis baigiamas sėdant ar gulint horizontaliame nulio laipsnių lygmenyje.

iDevice icon Refleksija

     8 užduotis: Kaip pasikeis maksimalus diapazonas, jei šuolis bus pradėtas 1 m. aukštyje?

                9 užduotis: Kaip pasikeis geriausias šuolio kampas, jei pradėsime šuolį 1 m. aukštyje?

                10 užduotis:  Ar įmanoma pasiekti pasaulio rekordą esant 9 m/s greičiui ir geriausiam šuolio kampui?