Fizyka a sport

Jak wiemy fizyka obecna jest w naszym życiu na co dzień, choć często nie zdajemy sobie z tego sprawy. Towarzyszy nam w każdym momencie i w każdej dziedzinie, również w sporcie. To tutaj najwyraźniej widać jak bezwzględna siła grawitacji zderza się z siłą tarcia i odwrotnie. Również opór nie tylko powietrza, ale także wody odgrywa istotną role w sporcie, umożliwiając uprawienie takich sportów jak lekkoatletyka czy pływanie. W zasadzie gdyby nie fizyka i prawa nią rządzące, prawdopodobnie uprawienie jakiegokolwiek sportu byłoby rzeczą niemożliwą i niewykonalną.

Fizyka w skokach narciarskich Fizyka w narciarstwie objawia się przede wszystkim w zjawisku tarcia występującym podczas rozbiegu i przy zatrzymaniu, a także zjawisku oporu powietrza i grawitacji. Zjawisko tarcia być może i zmniejsza prędkość, doprowadzając w końcu do całkowitego zatrzymania, ale za to pozwala na realny i rzetelny pomiar odległości skoku. Opór powietrza również jest istotny, gdyż dzięki niemu skok kiedyś się kończy, a ponadto koniec ten jest łatwy do przewidzenia. Łatwo zatem wykluczyć skrajne rozbieżności między odległościami osiąganymi przez zawodników. I chociaż mogłoby się wydawać, że opór powietrza utrudnia skok, bo spowalnia skoczka, to przecież gdyby go wcale nie było, unoszenie się w powietrzu, chociażby przez moment byłoby niemożliwe. To powietrze, które znajduje się pod nartami, unosi je w powietrze zjawisko to nazywane zostało siłą nośną. Ostatnie już zjawisko oddziałujące na skoczka to grawitacja. Jest prawem, które nakazuje skoczkowi wrócić z powrotem na ziemie.

Aerodynamika Aerodynamika dział fizyki, mechaniki płynów, zajmujący się badaniem zjawisk związanych z ruchem gazów, a także ruchu ciał stałych w ośrodku gazowym i sił działających na te ciała.

Aerodynamiczny skok Podczas zjeżdżania na rozbiegu, skoczek przygotowuje się do wyjścia z progu, trzymając nisko ramiona, zgięte kolana i ciało ułożone równolegle do stoku. Celem wyjścia z progu jest połączenie silnego wypchnięcia bioder z ruchem do przodu, bez straty prędkości. Skoczek leci nad zeskokiem w aerodynamicznej pozycji, starając się uzyskać jak największą siłę nośną dla ciała i nart. Tuż przed lądowaniem, przybiera bardziej wyprostowaną pozycję, ugina kolana, wysuwa jedną nogę do przodu, żeby zminimalizować skutki uderzenia. Ta pozycja, znana jako telemark, chroni również skoczka przed upadkiem do przodu.

Fizyka w formule1 Fizyka w formule1 objawia się wieloma złożonymi zjawiskami, których naukowe podłoże wyjaśnia aerodynamika. Główną rolę w tym sporcie odgrywa bowiem samochód, nie zaś człowiek, jak w przypadku innych dyscyplin. Obecnie samochody F1 mają kluczowe znaczenie w odniesieniu sukcesu w tym trudnym i niebezpiecznym sporcie.

Fizyka w bieganiu Bieganie to sport zużywający bardzo dużo energii, a fizyka umożliwia osiągać takie same rezultaty, lecz z mniejszym nakładem energii. Kolejnym przykładem zastosowania fizyki są wymachy rąk. Załóżmy że ręka jest wahadłem jeśli jest wyprostowana (długa) aby nią poruszyć potrzebujesz więcej siły. Zginając rękę w łokciach skracamy wahadło dzięki czemu możemy zwiększać częstotliwość zużywając mniej energii.

Fizyka w kolarstwie Każdy rower w ruchu sam utrzymuje równowagę ponieważ dysponuje stabilnością własną, powoduje ona to że rower jadący prosto, z właściwą szybkością, potrafi pokonać kilka metrów bez pasażera. Drugą ważną rzeczą jest siła odśrodkowa, która głównie odpowiada za równowagę roweru gdy pochylamy się na zakręcie do wewnątrz - działa w przeciwną stronę, przywracając nam pozycję pionową. Ważnym parametrem jest ślad roweru, to odległość między punktem styku przedłużonej osi kierownicy z ziemią, a punktem, w którym przednie koło dotyka gruntu.

Fizyka w łyżwiarstwie Podczas szybkiej jazdy na łyżwach zostaje wytworzone ciepło które nie jest rozpraszane i niemal w całości zostaje zużyte na stopienie cienkiej warstwy lodu. Po oddaleniu się łyżwiarza warstwa ta natychmiast zostaje ochłodzona przez otaczającą ją taflę i zamieniona z powrotem w kryształki lodu.

Tarcie kinetyczne nie zależy od wielkości powierzchni trących o siebie, a jedynie od ich wzajemnego nacisku i współczynnika tarcia. Zatem jazda na łyżwach jest znacznie efektywniejsza, niż ślizganie się na butach o dużych powierzchniach podeszew. Ciepła wytworzone podczas tarcia ostrza łyżwy i podeszwy buta o lód mogą być porównywalne. W obu przypadkach zostaną one zużyte na stopienie mniej więcej takiej samej objętości lodu, przy powierzchni styku. Ponieważ spód ostrza ma małą powierzchnię, to stopi się pod nim znacznie grubsza warstwa. A im głębsza warstwa wody, tym mniejszy współczynnik tarcia i tym samym mniej oporów ruchu.

Fizyka w piłce nożnej Fizyka w grze w nogę daje o sobie znać dopiero, gdy na boisku piłka zostanie wprawiona w ruch. Piłka wirując wokół własnej osi, powoduje, że prędkość powietrza (względem piłki), które ją opływa, nie jest jednakowa po każdej stronie. Powietrze przepływa szybciej po tej stronie, po której ruch powierzchni piłki jest zgodny z ruchem powietrza. Piłka w locie musi mieć odpowiednią prędkość.

Fizyka w pływaniu Siła nośna powstaje w wyniku wzajemnego oddziaływania pływaka i wody. Pływacy wykorzystują siłę wyporu oraz tarcie, żeby przemieszczać się do przodu. Suma siły wyporu i siły tarcia stanowi siłę napędową pływaka. Podczas ruchu pływak zmienia prędkość i kąt natarcia dłoni w taki sposób, że siła napędowa jest skierowana zawsze do przodu. Tarcie jest więc z jednej strony niezbędne, aby wytworzyć dynamiczną siłę nośną, z drugiej zaś hamuje ruch do przodu. Przy stałej prędkości dynamiczna siła nośna i siła tarcia pozostają w równowadze.

Fizyka w tenisie ziemnym W tenisie ziemnym główną rolę odgrywa fizyka. Możemy określić trzy ważne grupy, które umożliwiają grę: Pierwsza to serwis trzeba wprowadzić współczynnik określający (określa jaka część energii kinetycznej zostaje zatracona w czasie odbicia). Wprowadzony zostaje współczynnik e(prędkość piłki po odbiciu)(prędkość piłki przed odbiciem). Wartość e polega na pomiarze wysokości h2, na jaką piłka się odbije oraz wysokości h1, z jakiej została swobodnie puszczona. Można wykazać że h2h1e2.

Druga to zasada zachowania pędu gdzie wykorzystujemy definicję współczynnika e wyrażającego stosunek prędkości piłki (w stosunku do rakiety) po i przed odbiciem. Trzecia to odbicie piłki od podłoża określenie siły reakcji podłoża na uderzającą piłkę, składa się na nią siła ciężkości i siła wynikająca z II zasady dynamiki, równa iloczynowi masy piłki przez przyspieszenie, określone jako zmiana pionowej składowej prędkości w czasie trwania zderzenia.

Fizyka w siatkówce Zgodnie z zasadami taktyki obrony zawodnicy ustawieni są na tzw. prostej i skosie. Dzięki wyprzedzającej ocenie zachowania atakującego, umiejętności czytania gry zajmują miejsca, w które może być skierowana piłka, jeszcze przed jej uderzeniem. Broniący czeka na piłkę i potrafi dokładnie ją przyjąć, jeśli leci ona z małą prędkością. Trudności pojawiają się przy wyjątkowo silnych uderzeniach, kiedy prędkość piłki jest bardzo duża. Wówczas broniący może nie zdążyć skorygować ułożenia kończyn górnych i przemieścić się do piłki nawet na niewielką odległość (0,5 m).

Dziękujemy za uwagę Opiekun : Aneta Hajduk Edyta Jasińska Joanna Sęk Katarzyna Zyzak Paulina Wolak Albert Sęk