Фигурное катание с точки зрения физики

Фигурное катание, кроме всего прочего, позволяет увидеть физику в действии и наблюдать примеры основных научных понятий, таких как трение, импульс и третий закон Ньютона.

 

Трение

 

Что такое сила трения? Сила, возникающая при соприкосновении двух тел, препятствующая их относительному движению. Чем больше у объекта степень шероховатости, тем легче и большее количество его молекул войдет в контакт с молекулами поверхности, с которой он взаимодействует, и тем большую силу трения они проявят. Общий низкий уровень трения на льду позволяет фигуристу гладко скользить по поверхности, не останавливаясь сразу после начала движения.
 
Первый закон Ньютона гласит: если на тело не действуют силы, то данное тело находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Свойство тел сохранять свою скорость при отсутствии действия на него других тел также известно как инерция, и это обьясняет, почему фигуристы, на движение которых не воздействует достаточно мощная сила трения, могут скользить достаточно долго, если не приложат усилий, чтобы остановиться.
 
В то же время, если бы на льду не было трения вообще, кататься на коньках было бы невозможно. Именно трение, возникающее между коньком и льдом, когда фигурист совершает первый толчок, позволяет ему начать движение. Соответственно, трение это и то, что позволяет фигуристу остановиться.

 

Импульс

 
Импульс – простыми словами, количество силы, которое требуется, чтобы остановить движущийся объект. Чем тяжелей объект и чем быстрей он двигается, тем больший импульс он имеет, тем сложней его замедлить.
 
Момент импульса характеризует количество вращательного движения. Сумма момента импульса у вращающегося фигуриста зависит от скорости вращения, веса и его распределения вокруг оси. Если взять двух фигуристов с одинаковым весом, вращающихся с одинаковой скоростью, у того, кто занимает больше места в пространстве, будет больший момент импульса.
 
Согласно фундаментальному закону о сохранении импульса – если некоторая внешняя сила не входит в замкнутую систему, ее суммарный импульс остается постоянным. Поэтому, когда фигурист группирует руки во время вращения, скорость вращения увеличивается. С вытянутыми руками масса фигуриста распределена по большему пространству. При группировке рук он занимает меньше места и скорость вращения должна измениться, чтобы нейтрализовать эту разницу и сохранить суммарный импульс.

 

Третий закон Ньютона

 
Один из самых известных постулатов физики — сила действия равна силе противодействия.
 
Именно эта идея позволяет фигуристам двигаться по льду. Когда они отталкиваются ото льда или ударяют зубцом для прыжкового толчка, то применяют силу вниз и назад по отношению к земле. Земля незамедлительно отвечает, направляя силу вверх и вперед. Эта сила отправляет фигуристов в скольжение или прыжок, в зависимости от нюансов силы, которую они применили.

 

Физика однозначно не была моим любимым предметом в школе, поэтому смело поправляйте меня, если где-то неточна. Но так бывает, что тяга к знаниям просыпается только тогда, когда никто не требует от тебя выученных параграфов. Тем не менее, учиться новому (или полузабытому старому) никогда не поздно, в этом я уверена)

4,309 просмотров всего, 2 просмотров сегодня

2

Похожие записи

Leave a comment