Що відповідає за силу удару

0 Comments

Як розрахувати силу удару

Багатьох початківців спортсменів цікавить питання: як визначити силу удару боксера, наприклад, по груші? Сила удару, як і будь-яка інша сила підпорядковується фізичним законам і залежить від декількох величин.

Щоб визначити силу удару кулаком або іншим будь предметом, потрібно знати наступні значення: масу вдаряє предмета, час контакту, швидкість руху вдаряє предмета. Чим більше та швидкість, з якою кулак чи інший предмет рухався до зіткнення, чим більше його маса і чим коротше час контакту його з тією перешкодою, на який він натрапив і, тим більше буде щось середнє значення сили, з якою предмет завдасть удар.

За другим законом Ньютона, формула визначення сили удару буде виглядати наступним чином: F = m (v1 – v2) / (t1 – t2), де m – це маса вдаряє предмета, v1 і v2 – це швидкість в момент початку удару і після нього , а t1 і t2 – це час, який було витрачено на контакт. З формули видно, що чим більше часу займає удар, тим він слабкіше. Саме тому боксери на тренуваннях і змаганнях надягають м’які рукавички. Вони продовжують час контакту з противником і тим самим пом’якшують удар. Так само видно, що на силу удару сильно впливає швидкість. Чим швидше летить кулак, тим сильніше буде удар. Тому на тренуваннях спортсмени не тільки нарощують м’язову масу, але й вчаться швидко рухатися.

Якщо мова йде про вертикальному ударі, тобто про силу удару при падінні предмета з якою-небудь висоти (згадаймо Ньютона і яблуко), то для визначення сили потрібно знати висоту, яку пролетіло тіло, прискорення вільного падіння (воно дорівнює приблизно 10 м / с2 ) і його масу. Тобто яблуко масою приблизно 200 грамів, пролетіла три метри і набрало швидкість близько 8м / с, стикнеться із землею протягом 4 мілісекунд. При цьому сила удару складе приблизно 500 Н. Це досить велика величина, але враховуючи, що контакт був дуже коротким, шкода така сила завдати не може.

Оскільки для будь-якого удару вірно – чим більше час, тим менше сила удару – при поїздках в автомобілі користуйтеся ременями і подушками безпеки. Вони затягують час удару, а значить, пом’якшують його силу. Саме тому в разі аварії вони можуть врятувати вам життя.

ФІЗИКА Розробки уроків
8 КЛАС

Мета уроку: ввести поняття сили як фізичної величини, що характеризує дію одного тіла на інше; навчити зображувати силу на рисунку, вимірювати значення сили, додавати кілька сил, що діють уздовж однієї прямої.

Обладнання: демонстраційний динамометр; набір важків, пружина.

Прийоми і методи

I. Перевірка домашнього завдання; контроль знань

Усне опитування; відповіді біля дошки; розв’язування задач

II. Вивчення нового матеріалу

Бесіда; демонстрації; записи на дошці й у зошитах

III. Закріплення нового матеріалу

Бесіда; розв’язування задач; записи на дошці й у зошитах

IV. Домашнє завдання

Коментар учителя; записи на дошці й у щоденниках

I. Перевірка домашнього завдання; контроль знань

Учні відповідають біля дошки (питання і вправи до параграфа підручника, розв’язання домашніх задач, виконання творчого завдання).

Розв’язування задач (індивідуально, за карткою)

Задача. Два тіла масами 400 і 600 г рухалися назустріч одне одному, після удару обидва зупинилися. Якою була швидкість другого тіла, якщо швидкість першого дорівнювала 3 м/с? (Відповідь: 2 = 2 м/с.)

✵ Що характеризує маса тіла?

✵ Як експериментально визначити масу тіла?

✵ Що прийнято за одиницю маси?

✵ Які ще одиниці маси використовуються на практиці?

✵ Як, не користуючись вагами, можна показати, що маси двох більярдних куль однакові?

✵ Що таке інерція? Як маса тіла пов’язана з цим явищем?

✵ У чому виражається взаємодія тіл?

II. Вивчення нового матеріалу

Для характеристики дії одного тіла на інше вводять фізичну величину — силу. Можна говорити, що одне тіло діяло на інше, а можна просто сказати, що на перше тіло діяла певна сила.

Завдання класу: Для кожного із наведених прикладів визначте, чи діє на тіло сила (сили), і обґрунтуйте відповідь: автобус під’їжджає до зупинки; м’яч падає вниз на землю; автомобіль рухається рівномірно і прямолінійно; лучник натягує тятиву лука.

Саме сила — причина зміни швидкості тіла і деформації. Вводиться позначення сили.

Питання класу: Як дізнатися, у якому випадку потрібно більше зусилля, щоб зрушити тіло з місця чи підняти його? (Один із варіантів — скористатися пружиною.)

Демонстрація 1. За допомогою пружини надають руху тілам різної маси. Помічають, що деформація пружини для кожного випадку — різна. На цьому принципі ґрунтується будова приладу для вимірювання сили — динамометра (грецьк. «динаміс» — сила).

Демонстрація 2. Демонструється динамометр і пояснюється принцип його дії.

Вводиться одиниця сили. Ми знаємо, що сила — причина зміни швидкості тіла. В яких одиницях вона може вимірюватися?

Запис у зошит: За одиницю сили взято силу, яка за 1 с змінює швидкість тіла масою 1 кг на 1 м/с. Ця одиниця сили названа ньютоном, на честь великого англійського фізика Ісаака Ньютона (1643—1727). Наскільки велика (мала) сила в 1 Н?

Демонстрація 3. До динамометра підвішують тягарець масою 100 г і відзначають, що пружина при цьому розтягується силою приблизно в 1 Н.

Демонстрація 4. На столі важки. Викликані учні визначають, яке зусилля необхідне, щоб утримати той чи інший важок в руках. Відповіді перевіряються за допомогою динамометра.

Сила — векторна величина. Це означає, що для її характеристики важливо знати не тільки числове значення, але й напрямок (залежно від нього двері відчинятимуться або зачинятимуться) і точку прикладання сили (для відчинення одних і тих самих дверей потрібно прикласти у різних її точках різну силу). На рисунках показують правильне зображення сили в обраному масштабі.

Найчастіше на тіло одночасно діє кілька сил. Чи можна всі дії описати однією силою? Як визначити цю силу?

Демонстрація 5. До динамометра підвішують одночасно кілька тягарців. Відмічають показання динамометра. Потім кілька тягарців заміняють одним, що дорівнює їм за масою, і знову відмічають показання.

Питання класу: Який висновок можна зробити щодо сил, які діють на пружину динамометра в обох випадках?

Запис у зошит: Рівнодійна — сила, яка здійснює на тіло таку саму дію, як і кілька сил, прикладених одночасно.

✵ Чому дорівнюватиме рівнодійна, якщо на тіло діятимуть дві сили, рівні за модулем, але протилежні за напрямком?

✵ Як рухатиметься тіло у цьому випадку?

III. Закріплення нового матеріалу

Завдання та вправи

1. Зобразіть на кресленні в обраному масштабі силу удару по м’ячу, що дорівнює 40 Н.

2. Один хлопчик штовхає санчата ззаду із силою 40 Н, а другий тягне їх за мотузку із силою 20 Н. Зобразіть ці сили на кресленні та знайдіть їх рівнодійну.

3. У якому напрямку покотиться кулька, що лежить на горизонтальній поверхні, якщо на неї діятиме кілька сил?

4. На тіло діють уздовж однієї прямої дві сили 20 і 30 кН. Зобразіть їх графічно, якщо їх рівнодійна дорівнює: а) 50 кН; б) 10 кН.

5. Школярі змагалися у перетягуванні каната: двоє з них тягли канат в один бік із силами 330 і 380 Н, а двоє інших — у протилежний із силами 300 і 400 Н. Хто переможе? Виконайте креслення.

IV. Домашнє завдання

[1]: § 11; впр. № 11 (завдання 2, 4).

[3]: СР — задачі 9.3; 9.4; 9.11;

ДР — задачі 9.9; 9.10; 9.12;

ВР — задачі 9.21; 9.23; 9.24.

Творче завдання. Виготовити динамометр, у якому замість пружинки використовувалася б яка-небудь пружна пластинка. (Можливе розв’язання: див. рисунок.)

Скарбничка цікавих фактів

У нетренованого чоловіка удар кулака в середньому «важить» 80 кг, а в боксера — 300 кг.

. у рояля досягає загального значення 200 000 Н.

При розтягуванні динамометра двома руками людина може прикласти силу приблизно 100 Н; упираючись ногами в петлю, може тягти її вгору із силою 1000 Н.

Використовуючи сайт ви погоджуєтесь з правилами користування

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Ми приєднуємось до закону про авторське право в цифрову епоху DMCA прийнятим за основу взаємовідносин в площині вирішення питань авторських прав в мережі Інтернет. Тому підтримуємо загальновживаний механізм “повідомлення-видалення” для об’єктів авторського права і завжди йдемо на зустріч правовласникам.

Копіюючи матеріали во повинні узгодити можливість їх використання з авторами. Наш сайт не несе відподвідальність за копіювання матеріалів нашими користувачами.