Как мужику узнать силу удара в домашних условиях: 3 ВДВ-теста для проверки себя | РУССКИЙ ВЗГЛЯД ✔️

Как мужику узнать силу удара в домашних условиях: 3 ВДВ-теста для проверки себя

Базовый тест для определения силы бойцов

Тесты, описанные ниже — это опыт, с которым встретился именно я за время службы. Помните, что ВДВ — это не только парашютное десантирование, как воображает себе большинство, но и десантированием наземным (посадочным способом). Спектр применения широк, от чего две разные части/роты могут проходить подготовку совершенно по-разному (за исключения объединяющего всех парашютного мастерства). Если в вашей части были прочие интересные «ноу-хау» — пишите в комментарии. 1981 2/3.
Первый способ, которым тестировали новобранцев для распределения роты в подгруппы, был простой удар по подвешенному листу А4: показательный, как парад и простой, как АК-47.

Как мужику узнать силу удара в домашних условиях: 3 ВДВ-теста для проверки себя

Суть была проста: каждый новобранец имел три попытки для быстрого, хлесткого удара по подвешенному листу бумаги. Запрещался удар сверху вниз, только прямой. На каждый десяток служащих, находилось всего пару человек, которым удавалось пробить или порвать лист А4, из них и формировали специальную роту. Остальным удавалось сделать лишь небольшую вмятину. Хотя задание кажется легким, оно невероятно обманчиво: лист бумаги, висящий на нитке, может быть поражен лишь очень быстрым и хлестким ударом, что удавалось лишь тренированным и одаренным служащим. Что самое интересное, вес бойца не имел значения: удачно проходили его и крупные бойцы и довольно худощавые. Группу тех, кто прошел задание, до конца службы мы называли ротой Брюса Ли и «джекичанами».

Скоростно-силовой тест с отжимании

Еще более занимательный тест — это тест с отжиманиями. Такого пока я не встречал нигде, ни у блогеров нашего медийного поля, ни у западных. Перпендикулярно земле ставилась метровая линейка с насечками, боец принимал упор лежа, на секунду замирал, после чего изо всех сил отталкивался руками от земли, дабы корпус поднялся выше нижней части тела. Корпус нужно было держать ровно, без изгибов, дабы ротный мог определить на сколько сантиметров каждый боец мог «выстрелить» из упора лежа. Все, кто «выстреливали» выше 50 сантиметров автоматически проходили тест вне зависимости от роста и веса — их взрывная мощь считались достаточной и не нуждающейся в коррекции.

С таким изгибом в пояснице зачет никто бы не получил 😃

С таким изгибом в пояснице зачет никто бы не получил 😃

Все, у кого выходило оторвать себя от земли на 30-40 сантиметров (по нижней линии груди), нуждались в дополнительный тренировках, которыми командование щедро одаряло бойцов. Хуже всего приходилось тем, у кого получалось взлететь всего на 20-30 сантиметров. По старой военной традиции им дарил десять километров кросса по «пересеченке» за ненадлежащую физическую форму бойца ВДВ. Сложности в измерения добавляло то, что никакой видеофиксации тестирования не проводилось: ротный на глаз сравнивал положение тела во время «полета» с черточками на линейке. Если вы хотите протестировать себя дома, используйте камеру смартфона и на ПК, при замедленном воспроизведении смотрите, до куда удалось «долететь».

Тест на силу и меткость с помощью резинового мячика

Наверное самый интересный и сложный тест, в котором былые лидеры оказывали позади. Сила удара, рассматриваемая в отрыве от точности и скорости, является бесполезной, только если ваш противник не стоит как вкопанный. Тест преследовал комплексную цель измерения силы, точности и скорости удара. Проводился по таким правилам: боец должен был ударить по летящему резиновому мячу (ротный подбрасывал мяч вверх, по дуге) так, чтобы он улетел на максимальное расстояние и не вышел за пределы ширины поля в 15 метров. Тест требовал полного сосредоточения, так как нужно было попасть по летящему в вашу сторону мячику ровно по центру, дабы его не увело за пределы ширины поля, сделать это своевременно (с нужным таймингом) и сильно, дабы он приземлился минимум через 17-18 метров от вас.

Потренироваться в меткости можно на самодельном тренажер

Потренироваться в меткости можно на самодельном тренажер

Не могу точно сказать, сколько весил тот самый резиновый мяч, но размером он был 1 к 1 с желтым теннисным мячом, хотя и тяжелее раза в 2-3. Я проводил тест с теннисным мячом, выходили те же «зачетные» 17-20 метров. Хотя он и легче, придать нужное ускорение сложнее, а деформация гораздо больше, чем у резинового, из-за чего он чаще летит не прямо, а вбок — нужно потренироваться.
Сами техники довольно эффективно увеличивают силу удара при частом повторении.
ВАШ ТРЕНЕР ✔️ Надеюсь вышеописанные техники были вам как минимум интересны. Если у вас есть вопросы или мысли по статье — пишите в комментарии и ставьте пальцы вверх, чтобы чаще видеть такие материалы.

Как измерить скорость удара рукой. Как проверить силу удара в домашних условиях

Нелепый, но простой способ проверить силу и мощь Вашего удара!

Время от времени мне приходят письма примерно такого содержания: «Здравствуйте Денис! Я заметил, что после изучения и проработки материалов Ваших уроков, сила моих ударов значительно возросла! Но как мне определить: действительно ли мой удар можно считать сильным? Как проверить, поставлен ли у меня удар, не прибегая к специальным приборам и тренажерам? Заранее спасибо!»

Ответ на этот вопрос я решил оформить в виде данной статьи, причем способ проверки силы и мощи удара действительно необычный!

Прежде чем перейти непосредственно к освещению данного способа, мне хотелось бы рассказать Вам, каким образом он «появился на свет». А появился он много лет назад, на первых курсах моего обучения в институте. В те времена иногда наступали моменты, когда ни с того, ни с сего пропадало всякое желание учиться (студенты меня поймут) и мы небольшой компанией успешно прогуливали некоторые пары 🙂

Вы не подумайте, что я какой-то разгильдяй , который только и делал, что прогуливал занятия в институте! Нет — я достаточно неплохо учился, но иногда было просто грешно не прогулять какую-нибудь пару, особенно когда на улице хорошая погода и ты только что получил свою скромную стипендию, которую твои сокурсники чуть ли не силком тянут обмыть 🙂

Так вот…

В один из таких дней мы с друзьями собрались на небольшой лужайке возле озера и почему-то разговор зашел о моей персоне, как боксера. Дело в том, что мою внешность ну никак нельзя было назвать боксерской с её характерной стрижкой «под бокс» и поломанным носом. Поэтому мои друзья после N-го количества пива в один голос завопили: «А ну давай-ка докажи нам, что ты боксер!»

Я спросил — как?

На что мне ответили: «Ну, ударь по чему-нибудь!»

Я согласился и все кинулись искать это «что-нибудь», что можно было бы разбить ударом руки.

Ничего путного не нашли и вроде бы все успокоились…

Но тут из друзей сказал, что у него есть прочный полиэтиленовый пакет (студенты народ, как правило, не очень богатый, поэтому очень часто свой скромный студенческий багаж носили в разнообразных пакетах).

Пакет был небольшим, но действительно очень прочным! Его практически нельзя было растянуть. Если мне не изменяет память, на нем красовалась отметка «разрывная нагрузка — 25 кг!»

Я сказал, что без проблем продырявлю этот «супер-кулек» своим ударом! Но тут один из сокурсников, самый крупный из нас (около 90 кг весом), воскликнул: «Да я и сам разорву в клочья этот пакет, хоть я и не боксер!»

Ну что ж… Пусть будет так!

Я уступил и дал другу возможность проявить себя, взял пакет и растянул его на вытянутых руках, подготовив некую «ударную поверхность».

Друг всем объявил: «Учитесь, студенты!»

После чего достаточно размашисто ударил и… НЕ ПРОБИЛ ПАКЕТ!!! Затем последовало еще несколько ударов, но пакет оказался прочней! После этого два остальных моих «соплеменника» также изъявили желание показать «силу и мощь» своих ударов!

И никто из них не пробил этого пакета! После этого все они единогласно заявили мне, что пробить этот пакет просто невозможно!

Мне пришлось развеять их сомнения — пакет был пробить с 1-го же удара!

Снова поднялся галдёж : «Да мы его уже до тебя растянули и тебе просто повезло!»

Я сказал, что в следующий раз возьмем абсолютно новый пакет и я ударю по нему первым, чтобы ни у кого не возникало подобных сомнений. И действительно, в дальнейшем я проделывал подобный «трюк» с абсолютно новыми пакетами!

А секрет заключался именно в правильной технике удара! Друзья понятия не имели о том, что нужно при нанесении удара переносить массу тела с ноги на ногу, что нужно вкладывать корпус в удар и т.д. и т.п…

Что самое интересное — все «испытуемые» были тяжелее меня на 20-30 килограммов! Но без правильной техники их удары были очень слабыми…

Вот такой вот нелепый, но действенный способ проверки силы удара тогда, что называется, родился на свет!

Если Вы хотите проверить силу и мощь своих ударов , тогда Вам потребуется пакет из очень прочного материала. Есть такие небольшие (порядка 35х25 см), но очень прочные полиэтиленовые пакеты — лучше использовать именно их.

Или же можно подыскать не менее прочную «альтернативу». Сейчас многие супермаркеты предлагают покупателям большие пакеты из очень прочного материала — можете смело использовать их!

После того, как нужный пакет найден, необходимо найти человека, который согласится помочь Вам.

Ему нужно будет взять пакет, сложить его пополам (если не складывать, то пробить пакет будет не так сложно) и растянуть его на вытянутых руках так, чтобы получилась область нанесения удара с расстоянием порядка 30-40 сантиметров между руками.

Попросите человека натягивать пакет достаточно сильно, чтобы получилась твердая поверхность, в которую Вы наносите прямой удар задней рукой.

Но смотрите — не промахнитесь и не попадите по рукам того, кто держит Вам пакет!

Если Вы с 1-го раза и без проблем пробиваете пакет, можете считать, что Вы имеете хорошо поставленный прямой удар! Можете также наносить двойку.

Но не забывайте, что пакет из супермаркета должен быть прочным (попросите «большой» пакет), он должен быть сложен вдвое и расстояние между руками должно быть примерно 30-40 см. Для большего понимания, представьте, что Ваш помощник натягивает руками небольшое полотенце и держит его на вытянутых руках перед собой, а Вы наносите свой прямой удар (задней рукой) в центр такой ударной поверхности.

Я не проверял силу боковых и нижних ударов таким образом, но думаю, что эффект был бы таким же, как и в случае с прямым ударом.

Проверить силу удара — YouTube

Как измерить силу удара — YouTube

Абсолютное большинство людей даже с высшим техническим образованием смутно представляют, что такое сила удара и от чего она может зависеть. Кто-то считает, что сила удара определяется импульсом или энергией, а кто-то – давлением. Одни путают сильные удары с ударами, приводящими к травмам, а другие считают, что силу удара надо измерять в единицах давления. Попробуем внести ясность в эту тему.

Сила удара, как и любая другая сила, измеряется в Ньютонах (Н) и килограмм-силах (кгс). Один Ньютон – это сила, благодаря которой тело массой 1 кг получает ускорение 1 м/с 2 . Одна кгс – это сила, которая сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 g = 9,81 м/с 2 (g – ускорение свободного падения). Поэтому 1 кгс = 9,81 Н. Вес тела массой m определяется силой притяжения Р, с которой он давит на опору: P = mg.

Если масса Вашего тела 80 кг, то Ваш вес, определяемый силой тяжести или притяжением, P = 80 кгс. Но в просторечье говорят «мой вес 80 кг», и всем всё понятно. Поэтому часто о силе удара тоже говорят, что он составляет сколько-то кг, а подразумевается кгс.

Сила удара, в отличие от силы тяжести, достаточно кратковременна по времени. Форма ударного импульса (при простых столкновениях) колоколообразна и симметрична. В случае удара человека по мишени форма импульса не симметрична – она резко нарастает и относительно медленно и волнообразно падает. Общая длительность импульса определяется вложенной в удар массой, а время нарастания импульса определяется массой ударной конечности. Когда мы говорим о силе удара, мы всегда подразумеваем не среднее, а максимальное её значение в процессе соударения.

Бросим не очень сильно стакан в стенку, чтобы он разбился. Если он попал в ковёр, он может и не разбиться. Чтобы он разбился наверняка, надо увеличить силу броска, чтобы увеличить скорость стакана. В случае со стенкой – удар получился сильнее, так как стенка жёстче, и поэтому стакан разбился. Как мы видим, сила, действующая на стакан, оказалась зависящей не только от силы вашего броска, но также и от жёсткости места, куда попал стакан.

Так и удар человека. Только бросаем мы в мишень свою руку и часть тела, участвующую в ударе. Как показали исследования (см. «Физико-математическую модель удара »), часть тела, участвующая в ударе, на силу произведённого удара влияет мало, так как очень низка её скорость, хотя эта масса значительна (достигает половины массы тела). Но сила удара оказалась пропорциональна этой массе. Вывод простой: сила удара зависит от массы, участвующей в ударе, только косвенно, так как с помощью как раз этой массы происходит разгон нашей ударной конечности (руки или ноги) до максимальных скоростей. Также не забудьте, что импульс и энергия, сообщённая мишени при ударе, в основном (на 50–70%) определяется как раз именно этой массой.

Вернёмся к силе удара. Сила удара (F) в конечном счёте зависит от массы (m), размеров (S) и скорости (v) ударной конечности, а также от массы (M) и жёсткости (K) мишени. Основная формула силы удара по упругой мишени:

Из формулы видно, что чем легче мишень (мешок), тем меньше сила удара. Для мешка весом 20 кг по сравнению с мешком 100 кг сила удара уменьшается только на 10%. Но для мешков 6–8 кг сила удара уже падает на 25–30%. Понятно, что, ударив по воздушному шарику, какой-либо значительной величины мы вообще не получим.

Следующую информацию Вам придётся в основном принять на веру.

1. Прямой удар – не самый сильный из ударов, хотя и требует хорошей техники исполнения и особенно чувства дистанции. Хотя есть спортсмены, которые не умеют бить боковой, зато, как правило, прямой удар у них очень силён.

2. Удар локтём всего лишь немного сильнее прямого удара. И при кажущейся простоте требует своей техники и навыка (иначе он будет слабее прямого). Его разрушительность заключена в жёсткости всей ударной конструкции и поверхности. Нанося удар по мягкому мешку локтём либо коленом, мы не получим существенных показаний по силе, зато в бою те же удары по жёсткой мишени будут значительными по силе (а особенно по развиваемому давлению), что как раз и может привести к значительным травмам.

3. Сила бокового удара за счёт скорости ударной конечности всегда выше, чем прямого. Причём при поставленном ударе эта разница достигает 30–50%. Поэтому боковые удары, как правило, самые нокаутирующие.

4. Удар наотмашь (типа бэкфиста с разворотом) – самый лёгкий по технике исполнения и не требующий хорошей физической подготовки, практически самый сильный среди ударов рукой, особенно если ударяющий находится в хорошей физической форме. Только надо понимать, что его сила определяется большой контактной поверхностью, что легко достижимо на мягком мешке, а в реальном бою по той же причине при нанесении ударов по жёсткой сложной поверхности площадь контакта сильно уменьшается, сила удара резко падает, и он оказывается мало эффективным. Поэтому в бою требует ещё высокой точности, что совсем не просто реализовать.

5. Удар ногой немного проигрывает боковому удару в скорости, но всё равно сильнее за счёт массы и особенно площади ударной конечности.

Ещё раз подчеркнем, что удары рассмотрены с позиции силы, причём по мягкому и большому мешку, а не по величине наносимых повреждений.

Снарядные перчатки ослабляют удары на 3–7%.

Перчатки, используемые для соревнований, ослабляют удары на 15–25%.

Для ориентира результаты измерений силы поставленных ударов должны быть следующими:

Савельев В.Н., 15.01.09 г., 02.04.09 г., 25.12.15 г.

08.08.2018

Первый этап: Проверка скорости ✔ ️

Сила удара состоит из нескольких параметров, одним из которых является скорость. Даже если у вас каменный кулак, жесткая кисть и масса под 90 кг, но вы будете медленно бить, толку будет мало. И нет, мы не говорим о том, что противник сможет увернуться от удара из-за низкой скорости – это понятное дело, но даже если он будет неподвижен, удар будет слабым. Простой пример: представьте себе манекен стоящий посреди дороги. У этого манекена есть два противника: один большой и грозный – Hummer, а второй маленький и с первого взгляда не опасный – Matiz. Только Hummer будет ехать со скоростью 20км/час, а Matiz со скорость 100км/час. Кто же нанесет больший ущерб манекену? Хаммер лишь пнет манекен, который дай бог отскочит на пол метра. А вот что сделает Матиз, даже представить страшно.

Именно поэтому очень важно знать быстрый у вас удар или нет. Для этого нам понадобиться теннисный мячик. Берем мячик в не бьющую руку, зажимаем в кулаке и вытягиваем прямо перед собой, после чего подводим бьющую руку к подбородку и ждем команды. Как только жена, брат, сват или кот скажут: «Старт!», вы тут же разжимаете кулак и одновременно с этим «выстреливаете» бьющей рукой и ловите его. Первое правило: мячик должен остаться ровно на той линии, на которой вы его отпустили (иначе можно смухлевать). Второе: он не должен опуститься ниже, чем на 7-10 см. Если у вас получилось поймать мяч — вы обладаете отличной скоростью удара! Переходим дальше.

Второй этап: Проверка взрывной силы ✔ ️

Если со скоростью все довольно просто, то параметр взрывной силы понятен не всем. Попробуем объяснить на простом примере: представьте себе двух мужчин, скорость удара которых в конечной точке составляет 100км/ч. По данному параметру они равны. Но есть и другой параметр – скорость достижения этих 100км/ч. Например, тот же Матиз и Хаммер могут (если постараются, конечно) достичь 100км/ч, но делают они это за разный промежуток времени. За то, на сколько быстро вы достигнете своей максимальной скорости и отвечает взрывная сила. Кому-то понадобиться 1 секунда, чтобы нанести удар с конечной скоростью 100км/ч, а кому-то 0.7сек – поверьте, это существенная разница! Ведь именно от десятых долей секунды зависит то, упадет ли соперник от вашего удара или среагирует и увернется. Приступаем к измерению!

Уверены, вы знаете о автоматах, которые измеряют силу удара – они стоят в каждом парке и ТЦ. С помощью данного способо вы можете измерять взрывную силу и мощь своего удара бесплатно! Нам снова понадобиться теннисный мячик и 5-10 минут тренировок. Подкидываем мячик в воздух и со всей силы бъем по нему, после чего измеряем результат. Если мячик улетел на 5-10 метров – низкая взрывная сила, 10-16 – средняя, 16-25 – высокая. Соотвественно, после месяца тренировок можно проверить увеличилась ли взрывная сила вашего удара – записываем результат и пытаемся улучшить. Переходим к третьему, заключительному этапу.

Третий этап: Проверка общей мощи удара ✔ ️

Как мы уже говорили, сила удара – комплексное и довольно сложное понятие. Многие методисты до сих пор спорят из каких составляющих она состоит. Мы же в качестве заключительного этапа измерения общей мощи удара будем использовать метод, который используют в полевых условиях (при подготовке) бойцы ВДВ. Берем полиэтиленовый пакет (прозрачный, с ручками), подвешиваем его за ручки с помощью двух ниток, становимся в стойку и наносим удар ровно в центр мишени. Если вы обладаете хорошей скоростью, взрывной мощью и умеете вкладывать весь вес тела в удар, вы разорвете пакет. Но здесь есть несколько важных нюансов!

Удар должен быть исключительно прямым и не идти «вниз», иначе кулек можно попросту сорвать. Если кулек сорвался с ручек – испытание не пройдено. Но если вы хорошо прошли два предыдущих испытания, то последний этап – дело сноровки и нескольких испорченных кульков.

Пройдя все 3 этапа вы можете быть уверены в том, что ваш удар не хуже, чем у боксера разрядника!

При оттачивании своих бойцовских навыков необходимо отслеживать прогресс. Конечно же, лучше всего делать проверку в спортивном зале. Но общее представление о физической подготовке, скорости и силе удара можно получить и в домашних условиях.

Скорость удара

Скорость удара не менее важна, чем сила. Ведь даже если человек имеет огромный, «железный» кулак, но при этом удар медленный — толка нет. Скорость усиливает панч, помогает застать врасплох соперника. Довольно простое упражнение поможет узнать скорость удара.

Для проверки понадобится теннисный мячик. Берем его в не бьющую руку, зажимаем. Затем вытягиваем руку вперед. Тестируемую руку подносим к подбородку (встаем в стойку). Руки должны быть на одной линии. Пусть кто-то из близких или друзей посчитает до трех. И на счет «три» вы раскрываете кулак и как можно быстрее подхватываете мяч другой рукой. Если скорость отличная, то мяч вы ловите на той же линии, на которой был отпущен. Однако, он не должен опуститься ниже 7-10 см.

Взрывная сила

Не все понимают, что такое взрывная сила удара. Это как быстро вы достигните максимальной скорости. Очень важный показатель, так как от него зависит: упадет ли соперник от удара или успеет увернуться.

Для измерения опять берем обычный мячик для тенниса. Подкидываем его в воздухе и сразу бьем по нему другой рукой. Теперь меряем:

• 5-10 метров — Малая сила.
• 10-16 метров — Средняя.
• Более 16 метров — Высокая.

Таким же образом можно тренировать взрывную силу. А через время опять проверить результаты.

Общая мощь удара

Существует еще один тест. Он показывает общую мощь удара. Его часто используют при подготовке бойцов ВДВ. Для этого понадобится прозрачный полиэтиленовый пакет (с ручками).

Пакет нужно подвесить нитками за две ручки на уровне подбородка. Затем нужно встать в стойку и нанести удар в центр. Очень важно, чтобы удар «не ушел» вниз. Цель – порвать пакет. Если пакет просто сорвался, удар недостаточно сильный, нет хорошей скорости, нет взрывной силы.

Если прошли все три теста, то вы обладаете сильным и быстрым ударом (как у профессионального бойца). Это отличные показатели.

Футбол! Футбол! Кричат болельщики − гол! Вокруг этой игры всегда кипели нешуточные страсти. Миллионы мальчишек во всём мире старались и стараются быть похожими на своих кумиров. Футбольные секции и школы никогда не испытывают недостатка в желающих заниматься. Ребята стараются превзойти по силе и скорости удара других игроков. Но вот как определить силу удара по мячу и скорость его полёта?

Adidas Snapshot для измерения силы удара: как это работает

Первопроходцем в плане измерения силы удара по мячу и скорости его полёта стала компания Adidas, которая в 2013 году представила программу Snapshot.

Приложение было доступно лишь владельцам устройств на базе платформы iOS, но, тем не менее, вызвало живой интерес у поклонников футбола. В дальнейшем развитие программы было остановлено, так как в продаже появились «умные» мячи, которые, благодаря встроенным датчикам, измеряли скорость намного точнее.

Пользоваться приложением весьма просто. Для этого необходимо откалибровать на мониторе размер мяча. Далее начинается запись происходящего. Игрок бьёт по мячу. Как только мяч прекращает своё движение, запись останавливается.

На экране необходимо отметить начальное и конечное его положение. На основе этих данных программа замеряет пройденное за определённое время расстояние и вычисляет скорость. Именно так это демонстрировал в рекламном ролике футболист Гарет Бэйл.

В программу были включены довольно интересные функции:

Однако разработка была с недостатками. Когда данные по удару Гарета Бэйла стали достоянием общественности, очень многие люди смогли превзойти его результаты и своими роликами доказали это. Данная ситуация поставила под сомнение эффективность работы программного обеспечения. Это привело к отказу от использования анализа видеозаписей для определения силы удара и скорости полёта мяча.

Другие способы узнать силу и скорость удара

Если программы на iOS и Android-платформах ещё можно использовать для любительского футбола, то для серьёзных соревнований применяют оборудование другого класса. К ним относятся спортивные радары.

Эти приборы, как утверждают производители, со своей задачей успешно справляются. Разработка их ведётся ещё с 2008 года. Заверениям производителей можно доверять, ведь для вычислений используется не видеозапись, а информация с датчиков, которые делают это намного точнее.

Спортивные радары на рынке представлены несколькими фирмами:

1. SportsSensors.
2. Supido.
3. PocketRadar.

Наиболее правильным и разумным решением для вычисления силы удара будет снабдить датчиками непосредственно спортивный снаряд. Согласитесь, если внутри мяча находятся чувствительные сенсоры, которые непосредственно в момент удара замеряют его силу, а во время полёта вычисляют скорость − это намного продуктивнее и точнее. Именно так и поступила фирма Adidas, когда выявились недостатки их мобильной программы.

Фирма выпустила «умный» мяч miСoach SMART BALL, который стал доступен для покупки в 2014 году. Однако его стоимость в 300 долларов отпугнула потенциальных покупателей.

Справка! Сейчас цена снизилась до ста долларов и стала сопоставимой со стоимостью топовых моделей мячей.

Устройство имеет следующие характеристики:

• классический пятый размер;
• двенадцать датчиков;
• ёмкость аккумулятора достаточна для совершения 2000 ударов по мячу, а подзарядка длится шестьдесят минут.

Пятёрка самых сильных футбольных ударов

Футбольная история хранит данные о множестве сильных ударах, которые благополучно поражали цель. Авторы некоторых из них приведены ниже.

Дэвид Бекхэм

В уже далёком 1997 году легенда полузащиты «Манчестер Юнайтед», а также сборной Англии по футболу загнал в ворота «Челси» мяч со скоростью 156 км/ч. Это было настолько молниеносно, что у вратаря не хватило скорости отреагировать и перехватить мяч.

Криштиану Роналду

Футбольная карьера Криштиану Роналду ещё далека до завершения, а на его счету уже множество индивидуальных, а также клубных трофеев. В его активе множество голов. Как и Бэкхем, Роналду специализируется на ударах со штрафной позиции. Но наиболее сильный его удар был реализован во время игры. Мяч набрал скорость 185 км/ч.

Роберто Карлос

Этот игрок из Бразилии длительное время сохранял за собой звание футболиста, обладающего самым мощным ударом. Во время Кубка Конфедерации он стал автором запоминающегося гола в ворота французской сборной, выполненного с огромной силой.

С расстояния в 35 метров Карлос выполнял штрафной удар. Он был такой силы, что вратарь смог лишь проводить мяч взглядом − у него просто не было времени на прыжок.

Обзор UFC Force Tracker измеряем силу удара вместе с Forbox.com.ua

К нам в продажу на днях поступил новый инновационный девайс по мониторингу тренировочной активности при работе с боксерскими мешками и грушами. Название этой штуки – UFC Force Tracker, уже доступен для покупки в нашем магазине. Работает в сочетании с вашим смартфоном или планшетом и выводит на экран результаты тренировок.

По заявлению изготовителя Force Tracker является высокотехнологическим устройством, способным фиксировать силу удара, скорость и выносливость спортсмена. Оказывает незаменимое положительное влияние на результаты тренировок.

Поскольку идея мониторинга силы удара боксера, его скорости и выносливости всегда будоражила умы человечества, мы провели собственный эксперимент по эффективности устройства и рады поделиться с вами нашими впечатлениями.

Комплектация

Поставляется в картонной фирменной упаковке. В комплекте полагается:

• Сам блок устройства Force Tracker;
• Инструкция;
• Комплект салфеток;
• Комплект двухстороннего скотча для установки на мешок.

Блок работает на батарейках типа ААА, необходимо их 3 шт. В комплектацию не включены, необходимо докупать отдельно.

Для эксперимента, трекер был установлен на мешок из PVC 900 плотности весом около 55-60 кг. Предварительно, в соответствии с инструкцией, поверхность была почищена влажными и сухими салфетками. Удерживалось устройство во время всего теста без каких-либо замечаний.

Рекомендации производителя

Производитель рекомендует использовать устройство на мешке не меньше 1,2 метров в высоту и весом не менее 42-45 кг.

Как в последующим мы заметим эти параметры имеют намного большее влияние на результат, чем сам спортсмен, который наносит удары.

Для получения показателей с датчика необходим планшет или сматрфон на базе операционной системе Android или iOS (не ниже определенного уровня) и установленным приложением XForce. Включаем Bluetooth на телефоне, находим устройство и отслеживаем активность. Wi-fi для работы не нужна, но потребуется, если вы захотите делится своими результатами со всем миром.

Какие значения и как отслеживает трекер?

Производитель заявляет об отслеживании силы, скорости и выносливости. С практической стороны, реально отслеживается только сила ударов. Скорость и выносливость определяются математически уже программно на уровне приложения.

*Значительный скачек на графике — лоу кик.

Вычисления силы удара

По нашим наблюдениям сила удара вычисляется девайсом на основе отклонения (ускорения) устройства, получаемого при нанесении удара по мешку.

И тут важнейшим фактором является месторасположение приложения силы (точки нанесения удара). Как показывает практика, чем ближе наносится удар к месту расположения UFC Force трекера, тем более высокие показатели фиксирует дейвас.

При этом производитель не дает никаких рекомендаций о том, на каком среднем расстоянии от места нанесения ударов должен располагаться сам трекер для получения максимально реальных результатов.

Вычисления выносливости и скорости

Вычисление выносливости и скорости сводится к простым формулам.

Выносливость = сумма силы всех ударов за n раундов,

Скорость = средняя скорость нанесения ударов в единицу времени, т.е. количество ударов за 1 раунд, деленное на количество секунд в раунде.

Хотя эти показатели довольно скромны, но и практичны, и удобны. Например, показатель выносливости, очень четко покажет вам, били ли вы мешок в течение раунда, или просто выполняли «нырки» и «уклоны». Позволяет «заставлять» себя выкладываться в каждом раунде на полную. Вы сможете увидеть насколько вы устаете ближе к 5ому или 10ому раунду.

Практический эксперимент

В качестве подопытного был выбран боксерский мешок со следующими характеристиками:

• Вес около 55-60кг.
• Высота мешка – 1.5метра, диаметр 35см.
• Подвешен на высоте около 60см от потолка.
• Метод установки трекера: внизу мешка.
• Вес спортсмена: 75кг

Мы поигрались с настройками и типами ударов. Всего на мешок было обрушено 6 ударов каждого типа: прямые и боковые левый/правый. Каждый из ударов был нанесен в спокойном положении мешка на разных настройках: минимальные/максимальные, вес бойца 36/72 кг.

Помимо этого, мы также попробовали наносить удары в разноудаленные точки от датчика, наносить удары в боксерских перчатках на 12 унций и без них, а также в качестве бонуса удары ребенком и девушкой при прочих равных настройках.

Практические результаты

Настройки	Средний результат, кг
Макс. чувст, в перчатках 12 ун, в настройках вес 72кг.	46
Макс. чувст, в перчатках 12 ун, в настройках вес 72кг., удар в нижнюю часть	81
Макс. чувст, в перчатках 12 ун, в настройках вес 36кг.	48
Макс. чувст, в перчатках 12 ун, в настройках вес 36кг, удар в нижнюю часть	86
МИН. чувст, в перчатках 12 ун, в настройках вес 72кг.,	47
Макс. чувст, БЕЗ ПЕРЧАТОК, в настройках вес 72кг.	48
Девушка, 50кг без поставленного удара	32
Ребенок, 19 кг без поставленного удара, нижняя часть мешка	30

Настройка: чувствительность

Из наших практических тестов настройка чувствительности на результаты силы удара влияния не имеет. При минимальных настройках чувствительности, трекер перестал воспринимать даже довольно жесткие удары. При максимальной же, лишних ударов он не считал.

Рекомендация – на тяжелых и больших мешках устанавливать на максимум, в противном случае он может не посчитать удары. На легких мешках, чувствительность надо понижать, чтобы он не учитывал простые колебания.

Настройка антропометрических данных спортсмена

Никаких отклонений в порядке измерения силы удара по этому параметру не выявлено. В принципе такое положение дел логично, ведь не имеет значение вес самого бойца для определения силы конкретного удара. Если придается одинаковое ускорение конкретному мешку спортсменами разного веса, значит у них одинаковой силы удар. Тот, у которого меньший вес будет иметь явно поставленный удар и наоборот.

Работа с мешком в перчатках/без них

Показатели силы удара в перчатках и без них, если верить трекеру, практически совпадают. Логика в этих измерениях есть, однако не получили своего подтверждения пару моментов.

Во-первых, нанося удар в боксерской перчатке, спортсмену необходимо придать ускорение не только весу собственной руки, но также еще и перчатке весом в 340 грамм, за счет чего невозможно достичь ту же скорость и соответственно силу удара.

Во-вторых, площадь удара в перчатке, значительно больше, чем без нее, также отсутствует амортизационный эффект. По субъективным впечатлениям сила удара в перчатке и без нее из расчета площади соударения (кг на см2) отличается более чем в 2а раза.

Однако полученные показатели также можно оправдать, ведь сам датчик не считает параметр силы на квадратный сантиметр, а учитывает колебания (ускорения), приданное боксерскому мешку (большому объекту) после соударения. Принимая во внимание также тот факт, что датчик находится довольно далеко от места нанесения удара, можем поверить полученным результатам.

Удары в разноудаленные точки мешка

Наибольшие различия в показателях были получены при нанесении ударов в разноудаленные точки от самого датчика.

Показатели, полученные при ударах в нижнюю и верхнюю часть, отличаются практически в два раза. Результат вполне логичен, ведь, чем ближе к датчику, тем большее ускорение он фиксирует.

С практической же стороны это не совсем удобно, т.к. если человек будет работать «на результат» Trackerа, он будет стараться наносить удары именно в нижнюю часть мешка, что неверно. Проблема также может быть у тех спортсменов, которые отличаются ростом. Например, спортсмен ростом 150 см, при прочих равных условиях, будет иметь преимущество над спортсменом ростом 180см при условии, что оба наносят удары на уровне головы предполагаемого противника.

Практические выводы

UFC Force Tracker – это очень интересный и амбициозный девайс, который может дополнить ваши тренировки. Конечно, говорить о реальных замерах силы удара в килограммах не приходится, но пользу тренировкам он принесет однозначно.

Если правильно пользоваться результатами трекера вы действительно сможете повысить свой уровень тренировок с тяжелыми снарядами.

Наибольшую пользу UFC Tracker принесет при индивидуальном использовании на одном и том же мешке. Вы будите получать стабильные результаты, которые будут конкуренты между собой, что позволит отследить реальную динамику тренировок – повышение сила удара, показателя выносливости и активности в течение раунда.

Для сравнения же полученных результатов с широкой аудиторией и системой CI, необходимо, чтобы удары наносились по мешку одного и того же веса, в равноудаленную точку от самого датчика, что в глобальном масштабе недостижимо.

В чем сила, брат?.. О силе удара

Вокруг сильного удара в боксе и других единоборствах сложилось множество мифов. Настало время их развеять и внести ясность в эту проблему.

Значительная часть людей, которые занимаются любительским боксом много лет, имеют хороший стаж занятий и достигли определенного уровня, не умеют сильно акцентировано бить.

Распространено мнение: хотите поставить удар идите в секцию бокса. Но далеко не факт, что вы этого добьетесь.

Между тем, сильный удар в боксе, безусловно, важен.

Хотя существует расхожее мнение о том, что сильный удар не нужен. Достаточно просто попасть в нужное место, например, в подбородок. Дескать, удар в двадцать килограммов и нокаут.

В этом утверждении содержатся две ошибки.

Во-первых, килограммами силу не измеряют.

Во-вторых, многое, если не все, зависит от того, где и как этот удар нанесен. Если человек ждет этот удар, готовится к нему, видит его, никакими двадцатью килограммами его не нокаутируешь.

Посмотрите хорошие профессиональные бои по боксу. Там происходит такая «рубка», бьют с такой силой и, тем не менее, не падают.

Не бывает, что наносится сильный удар и человек падает. Но только, если удар был нанесен неожиданно. Так называемый «нежданчик».

То есть человек «не видел» удар, был к нему не готов, расслаблен. Но если видел, готовился и среагировал даже в самый последний момент, человека уронить очень не просто.

Психологический момент

Боксер, обладающий сильным ударом, психологически воспринимается совершенно по-другому. В первую очередь потому, что цена ошибки, то есть пропущенного удара очень высока. И вот куда-то подевалась раскованность, потому что не хочется открываться. Удар и нокаут.

Даже опытные бойцы говорят, что если против тебя выступает соперник с мощным ударом, это психологически давит и мешает тебе проявить все твои тактико-технические наработки. А это фактически снижает твою квалификацию.

Есть, конечно же, психологически устойчивые типы, и для них, может быть, обладание соперником серьезным ударом не играет решающей роли.

Но подавляющее большинство именно так себя и ведут.

Есть и еще один момент. Сильные удары выматывают, даже если человек принимает их на блок, на защиту. Защищается и не падает. Все равно, сильные удары отнимают силы.

Приходится постоянно держать удар, и это сказывается на результативности поединка.

Сильный удар это хороший аргумент в ведении поединка. Не единственный, но далеко не маловажный.

Так что же такое сила удара?

Для начала, что такое сила?

Многие, вспоминая школьный курс, дают определение: сила это масса, умноженная на скорость. Но это не так. Это импульс.

И вот еще: сила это масса, умноженная на ускорение. Правильно. Но не всегда человек понимает, о какой массе и о каком ускорении идет речь.

В боксе и других единоборствах сила определяется взаимодействием ударной поверхности и руки.

Если боксер промахивается мимо цели, какова сила его удара?

Сила возникает только тогда когда есть некий контакт.

Многие считают, что сила удара бойца это его неотъемлемая черта. Это как жим лежа (допустим сто килограммов) или прыжок с места в два с половиной метра.

Все это не так. Понятие силы удара не является конкретной величиной, принадлежащей конкретному спортсмену. Она проявляется только в момент взаимодействия с целью. Пока нет этого, нет и силы удара.

Сила это та величина, которая вызывает определенное ускорение у тела определенной массы.

Если мы рассматриваем мешок, его массу, то ускорение твоей руки до того, как происходит контакт, конкретно к этому мешку не имеет никакого отношения. Связи между ними никакой нет.

С точки зрения силы удара, нет разницы, медленно ты разгонялся, или нет к моменту встречи с целью. На выходе мы получаем силу, которую мешок передает твоей руке.

При этом сила действия равна силе противодействия. Поэтому когда мы обо что-то бьем, по ощущению на собственном кулаке мы понимаем силу удара.

И еще важно отметить, чтобы хорошо ударить требуется не только скорость, но и масса.

Как развить силу удара?

Сила удара напрямую зависит от техники удара, состояния мышц. Сила прямого удара исходит от трицепса. А вот в зависимости от того, как меняется удар, подключаются и другие мышцы. Если говорить о боковом ударе — хуке, здесь в основном задействованы трицепс и мышцы груди. В нижнем ударе — апперкоте — задействованы бицепс, трицепс, мышцы груди, а кроме того мышцы спины и поясницы.

И еще нужно помнить в боксе сила удара заключается в ногах, и уже потом подключаются мышцы рук.

И еще важный момент: при ударе выполнять вращательное движение туловищем. Это необходимо для правильного распределения цента тяжести и перемещения веса с одной ноги на другую. Наносить удар нужно всем весом.

Таким образом, рука в силе удара играет второстепенную роль. Основная роль принадлежит массе тела и, как уже отмечалось, развороту ноги при нанесении удара.

Если говорить о нокауте, то, как опять же уже говорилось ранее, — главное здесь не сила удара, но его незаметность и скорость. Поэтому важно уловить момент расслабленности соперника, воспользоваться каждым его промахом в движении. И еще бить с абсолютной уверенностью в попадании. Это напрямую связано с обманным движением — финтом.

«Пушечный» удар в принципе достижим любым спортсменом, необходимы лишь физические кондиции. Это вроде бы непреложный факт. Но ведь у кого-то на выработку такого удара уходит год, а у кого-то несколько лет.

Так в чем же дело? В чем суть?

Ответ прост и вместе с тем многогранен. Дело в характере спортсмена, а именно в следующих качествах.

— Трудолюбие. Это очень важная составляющая. Многие приходят на тренировку в целях получения боксерских навыков, но при этом, не прилагая фактически никаких усилий, или же тренируясь в полсилы. Это, можно сказать, проявление инфантилизма. Обычно такие люди не остаются в боксерском зале надолго, и вопрос приобретении сильного удара даже не стоит.

— Здоровая амбициозность. Эта черта должна присутствовать обязательно. Боксер должен стремиться к победе. А иначе, зачем выходить на ринг? Зачем вырабатывать сильный удар?

— Выносливость. Чтобы натренировать просто хороший удар нужно быть просто мотивированным. Чтобы попасть по сопернику довольно простого желания. А вот чтобы поставить сильный удар, необходима выносливость. И не только физическая, но еще и моральная.

Вот некоторые секреты выработки сильного удара.

Тренировки должны быть разносторонними. Это, к примеру, не только отжимания с хлопками или работы на груше. Очень важно распределять тренировки так, чтобы развивалась не только сила мышц, но и скорость удара.

Уделяйте достаточно времени тренировкам с грифом. Это развивает те группы мышц, которые помогают быстро выбрасывать руки. Удар соответственно становится резче, что очень важно для нашей темы.

При выполнении упражнений на брусьях либо турнике нужно стремиться как можно быстрее отжиматься и подтягиваться. И пусть количество подходов будет меньше. Скорость выполнения упражнений должна обязательно быть на высоте.

Стараться быстро выбрасывать руки в бою с тенью. Не пытайтесь бить сильно. Самое главное — научиться бить быстро, стремительно и резко.

Взглядом намечайте места для нанесения ударов на груше, а затем старайтесь бить по ним, как можно резче.

Больше отжиманий, особенно после завершения тренировки.

Помните, что все в ваших руках, и в вашей силе воли.

---

Ставим сильный удар в Школе бокса Александра Морозова.

Телефон: +7 (812) 930 23 98

Адрес: г. Санкт-Петербург, м. «Бухарестская», ул. Салова, д. 52 / ул. Софийская, д. 4, корп. 3

Как увеличить силу удара кулаком в домашних условиях?

Не имеет значение, занимаетесь ли вы спортом профессионально, либо просто для себя, в любом случае при поединках важна сила удара. Даже в уличной драке сила может решить исход мероприятия. Как же увеличить силу удара кулаком в домашних условиях? Разберём в данной статье. Сила удара кулаком зависит от жёсткости самого удара и от того, на сколько он был точным. Необходимо весь вес тела направлять в кулак. Главное — это уметь всю энергию вкладывать в кулак. Лучше нанести несколько точных хуков, чем много быстрых.

Как увеличить силу удара кулаком?

Чтобы увеличить силу удара кулаком в домашних условиях необходимо потренировать мышцы. Благодаря подтянутым различным мышцам у вас получится вложить всю энергию именно в кулак. Также важна сама техника хука. Для увеличения силы удара в домашних условиях необходимо выполнять несколько простых упражнений.

Тренировки для увеличения силы удара.

Есть множество упражнений, которые способны укрепить мышцы рук: жим лёжа, отжимания, занятия на брусьях. Но данные упражнения не гарант увеличения силы. Также следует обратить внимание на специальные тренировки, которые помогут увеличить силу.

Удары кувалдой.

Данное упражнение поможет вам концентрироваться на распределении вашей энергии. Благодаря осуществлению ударов кувалдой по покрышке вы будете направлять всю силу в руку. Для выполнения этой тренировки вам необходим молот и покрышка. Рекомендуется делать от 100 ударов за один подход. Количество повторений будет зависеть от ваших целей тренировки. Обратите внимание, что это достаточно тяжелое упражнение, и оно задействует множество групп мышц.

Утяжелители.

Второй способ для увеличения силы удара рукой — это использование утяжелителей. Для этого упражнения возьмите 2 кг гантели. Такой бой можно проводить с невидимым соперником, делая 3 раунда по 3 минуты. При тренировке отрабатывайте разные виды ударов: прямые, боковые, с низу. Также можно проводить тренировки со штангой или грифом.

Купить манекен

Для тренировки можно использовать гири от 10 до 16 кг. Выполняйте с гирей жимы от груди, восьмёрки и другие упражнения. Обратите внимание, что тренировки с гирей следует проводить на разгибание.

Впишите в свои тренировки стойку на кулаках. Она поможет укрепить ваши кисти. Попытайтесь стоять на кулаках 5-7 минут.

Набивание мяча.

Для выполнения данного упражнения вам понадобится тяжёлый мяч.

• Возьмите его и встаньте прям, поставив ноги на ширине плеч.
• Поднимите мяч вверх.
• Сильно бросьте мяч на пол и поймайте после отскока.
• Повторите упражнение около 15 раз.

Купить боксёрскую грушу

Приседания.

• Примите ровное положение стоя.
• Присядьте так, чтобы колени были на уровне с бёдрами.
• Максимально совершите прыжок вверх, поднимая руки.
• Повторяйте прыжки сколько можете.

Броски мяча.

• Встаньте боком к стене справа.
• Мяч положите слева.
• Ударьте ногой мяч о стену и поймайте его.
• Сделайте 20 повторов.
• Выполните те же действия, положив мяч рядом с правым бедром.

В целом сила удара — это вес, умноженный на скорость. Поэтому для её увеличения важно поработать со скоростью и массой руки. Также в хуке важна точность и жёсткость. Хук начинается с ноги, и сила переходит далее вверх, достигая кисти руки. Поэтому, если вы хотите пробивать удар, тренировать нужно и скорость, и мышцы, задействованные в хуке: ноги, руки, грудь, живот, спину, плечи и технику нанесения удара.

Увеличить силу удара в домашних условиях не очень легко. Для этого потребуется выдержка и регулярное выполнение всех упражнений.

Можно ли убить мячом и почему игроки стонут? Неловкие вопросы о теннисе и Уимблдоне

• Елизавета Фохт
• Русская служба Би-би-си

4 июля 2019

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Рафаэль Надаль — один из самых титулованных теннисистов мира

В Лондоне стартовал Уимблдон, один из главных теннисных турниров в мире. По случаю его начала Би-би-си объясняет, почему игроки стонут во время ударов, можно ли убить теннисным мячом и как перерывы для посещения туалета используют для давления на соперника.

Как выглядит «Большой шлем»?

Добиться «Большого шлема» — главная цель всех теннисистов, но надеть его на голову не получится — приз этот чисто символический. К турнирам «Большого шлема» относят четыре главных турнира или, как их еще называют, мэйджора — Открытый чемпионат Австралии (Australian Open), Открытый чемпионат Франции (Roland Garros), Уимблдон и Открытый чемпионат США (US Open).

Само словосочетание «большой шлем» с теннисом изначально вообще не связано — термин пришел из бриджа, карточной игры.

Чтобы выиграть календарный «Большой шлем», необходимо в течение одного календарного года одержать победу на каждом соревновании. Сделать это чрезвычайно трудно — ни в одиночном, ни в парном разряде такого не происходило уже десятки лет. Род Лейвер — последний, кто добивался этого из мужчин, — достиг успеха еще в 60-е годы прошлого века. Штеффи Граф в 1988 году стала последней на данный момент теннисисткой, которая выиграла все главные старты за год.

Существует и так называемый карьерный «Большой шлем» — чтобы получить его, надо выиграть каждый из четырех турниров хотя бы раз в жизни. У женщин за последние 30 лет это удалось только Серене Уильямс и Марии Шараповой. У мужчин — Джоковичу, Федереру, Надалю и Андре Агасси.

Что значат все эти полосы на площадке?

Теннисная площадка называется кортом. Сначала разберемся с «полосами» по бокам площадки — их еще называют «коридоры». Они используются только в парном теннисе, когда с каждой стороны сетки стоят по два теннисиста. Размер корта для такой игры — больше, чем для одиночного тенниса, и коридоры фиксируют его границы.

То есть, если игрок отправляет мяч в эту зону в одиночной игре, это считается аутом, и его соперник набирает очко.

Автор фото, AFP

Два больших прямоугольника, которые расположены с каждой стороны сетки, называются «квадратами». Каждый из них фиксирует границы зоны, куда игрок должен попасть при подаче.

Почему у кортов разный цвет?

Цвет корта зависит от его покрытия. В начале и конце сезона игроки обычно играют на твердом покрытии, которое называется «хард». Весной приходит сезон грунта (красной глины), летом проводятся турниры, которые играются на траве — Уимблдон самый известный из них. Травяное покрытие считается старейшим из всех.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Играть на грунте придумали британские игроки братья Уильям и Эрнест Реншоу — отдыхая на юге Франции, они поняли, что для газона там слишком жарко, и нашли альтернативу.

Покрытия площадок отличаются по своим характеристикам. Например, отскок мяча от травы — быстрый и высокий, розыгрыши на травяных турнирах обычно очень короткие. Грунтовые корты — «медленные», для соревнований на таких покрытиях характерны продолжительные обмены ударами.

Для просмотра этого контента вам надо включить JavaScript или использовать другой браузер

Подпись к видео,

Почему так трудно взять Уимблдон и Ролан Гаросс в один год?

Хорошие теннисисты стабильно выступают на любых покрытиях, но даже у лучших из них есть свои предпочтения. Например, Новак Джокович, первая ракетка мира, больше всего любит хард. Рафаэль Надаль лучше всего выступает на грунте, а Серена Уильямс предпочитает травяные корты.

Почему в теннисе такой странный счет?

Разобраться в теннисном счете с первой попытки действительно сложно. Каждая игра состоит из нескольких партий — сетов (у мужчин их максимальное число достигает пяти, у женщин — трех).

В свою очередь, партии состоят из геймов, для победы в сете обычно достаточно выиграть шесть из них. Каждый гейм — это серия из нескольких розыгрышей, которые обычно завершаются либо удачным ударом одного из теннисистов, либо ошибкой другого. В течение одного гейма мяч в игру вводит («подает») один и тот же игрок — затем подача переходит к другому.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Сенсация турнира — 15-летняя Кори Гауфф из США — за текущий Уимблдон не отдала соперницам ни одного сета

Набор очков внутри гейма со стороны выглядит странным — за первый удачный удар теннисист получает 15 очков, за второй — еще 15, за третий — 10. Например, счет 40:15 означает, что теннисист, который подает в этом гейме, успешно завершил три розыгрыша мяча, а его соперник — один. Для победы в гейме обычно достаточно четырех успешных розыгрышей.

Удивительно, но единого объяснения методики подсчета до сих пор нет. Согласно одному из них, они пришла еще из Средневековья из игры jeu de paume («игра ладонью»), которая является французским предшественником тенниса.

В же-де-пом играли руками. Игроки начинали розыгрыши в 60 шагах от сетки, победа в подаче давала игроку право приблизиться к сетке для нового броска сначала на 15 шагов, а затем на 10. По другой версии, раньше игроки вели счет с помощью часов, переводя стрелки по циферблату — например, с 15 минут на 30.

Почему теннисистки стонут при ударах?

Стонут во время подачи или удара по мячу не только женщины. Подобные звуки издают и теннисисты — например, этим известны Надаль и Джокович.

Стонам теннисистов посвящены исследования и научные статьи. Базовое объяснение игроков — стон на выдохе, на который приходится удар, повышает его силу. Это подтверждают и выводы ученых — подобное исследование, например, опубликовали исследователи из Университета Небраски. Их эксперимент показал, что при громком выдохе, похожем на стон, сила удара возрастает на 3,8%.

Минусов у такой техники, в том числе повышенного потребления кислорода, ученые не обнаружили и даже посоветовали поэкспериментировать с криками представителям других видов спорта.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

«Я так кричу с четырех лет и ничего не могу с собой поделать. Я так привыкла, мне так легче», — объясняла Мария Шарапова, чьи крики на корте иногда превышают 100 децибел — это сравнимо со звуками бензопилы.

Объяснения ученых, впрочем, не впечатляют многих игроков. Война сторонников стонов и тех, кому эти звуки мешают, продолжается уже десятки лет.

Легенда тенниса Мартина Навратилова, например, назвала «стонущих» теннисистов жуликами: «Практика стонать достигла неприемлемого масштаба. Это очевидное жульничество, с этим пора что-то делать». По ее словам, своими криками игроки пытаются заглушить звук удара по мячу, который позволяет соперникам определить силу удара, скорость вращения. Это, в свою очередь, не позволяет им лучше подготовить обратный удар.

Некоторые игроки и комментаторы замечали, что многие сторонники стонов связаны с теннисной академией Ника Боллетьери — через нее прошли сестры Уильямс и Мария Шарапова. Критики, среди которых Каролин Возняцки, бывшая первая ракетка мира, посчитали, что тренер специально обучал подопечных конкурентному преимуществу, которое сбивает оппонентов с толку.

Всемирная теннисная ассоциация, которая организует женские турниры, проводила кампанию по борьбе с чересчур громкими стонами. Обсуждались и изменения в правилах, которые помогли бы ограничить уровень шума, но введены они не были.

Правда ли, что в теннисе есть дресс-код?

Все теннисные турниры — коммерческие и могут устанавливать свои правила. Самые жесткие — на Уимблдоне, где игрокам позволяется носить только белую одежду. Традицию поддерживают еще с XIX века.

Правила организаторов регулируют все вплоть до цвета шнурков и ширины швов. Под запретом — любые оттенки, например кремовый. Носить цветное запрещено и на тренировках, где игроков даже не видят зрители.

Ограничения касаются даже цвета белья. Например, в 2017 году судья попросил переодеться 17-летнего теннисиста из Австралии Юрия Родионова, разглядев у него под шортами темные трусы. В 2013 году швейцарца Роджера Федерера заставили сменить кроссовки из-за оранжевой подошвы.

Периодически игроки пытаются бунтовать против правил. Андре Агасси три года подряд бойкотировал турнир из-за правил — правда, потом сдался. Сестры Уильямс регулярно протестовали против белого цветным маникюром и напульсниками.

Интересно, что исторически требование носить белый объяснялось практическими соображениями — на светлой одежде были меньше видны следы пота.

Автор фото, Corbis Sport

Подпись к фото,

Костюм Серены Уильямс на Roland Garros 2018 так не понравился организаторам, что они запретили выходить на корты в обтягивающих комбинезонах

Другие теннисные турниры обычно менее строги к игрокам. Впрочем, скандалы все равно случаются. В 2018 году Серена Уильямс выступала на «Ролан Гарросе» в обтягивающем комбинезоне, из-за которого ее сравнивали с женщиной-кошкой и героями фильма «Черная пантера». Вскоре после турнира организаторы объявили, что отныне такая одежда под запретом.

Правда, уже в декабре прошлого года WTA легализовала выступления в леггинсах без юбок. Теннисисткам давно можно выступать и в шортах — это разрешают даже правила Уимблдона.

Разрешают ли во время матчей ходить в туалет?

Короткий ответ — да, разрешают. На турнирах «Большого шлема» женщинам разрешено покидать корт дважды за три сета, мужчинам — трижды за пять сетов. Делать это они должны в перерывах между партиями.

В том случае, если игрок удаляется с корта больше чем на 90 секунд посреди сета, судья может оштрафовать его, присудив очки сопернику.

Несмотря на то, что правила выглядят прозрачно, вокруг их применения ведутся споры. В 2014 году New York Times писала, что многие игроки покидают корт под предлогом необходимости сходить в туалет только для того, чтобы потянуть время и сбить с ритма соперника.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Игроки не скрывают, что иногда используют походы в туалет для давления на соперников или чтобы выиграть необходимое время. В подобном, например, признавался Роджер Федерер.

Энди Маррей рассказывал, что воспользовался своим правом уйти с корта во время финала US Open в 2012 году после проигрыша двух партий Джоковичу. «Я стоял и говорил себе вслух «Ты не проиграешь этот матч, ты его не проиграешь», — рассказывал Маррей. Тот матч он выиграл.

Федерер рассказывал, что попросил ненужный ему туалетный перерыв во время четвертьфинала Australian Open против Николая Давыденко в 2010 году. Швейцарец объяснил, что хотел потянуть время для того, чтобы солнце, мешающее ему играть, изменило положение.

«Ситуация вышла из-под контроля. Чаще всего люди берут паузу, когда проигрывают. Они очень редко уходят с корта, ведя в счете», — жаловался Джон Макинрой.

Что на корте делают дети?

Помимо арбитров и самих игроков, на корте всегда присутствуют болбои. Они приносят теннисистам мячи и подают им полотенца, чтобы сократить время во время розыгрышей.

Чаще всего роль болбоев выполняют дети. Среди крупнейших теннисных турниров лишь US Open приглашает на эту роль взрослых.

На Уимблдоне болбоев набирают из числа учащихся местных школ, отбор очень строгий.

Во Франции претенденты должны быть членами местной теннисной федерации — то есть, на корт приглашают молодых игроков. На некоторых турнирах работа болбоя не оплачивается, на других им платят. Например, на Уимблдоне помощникам теннисистов платят около 13 фунтов в день.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Болгерл подает полотенце российскому теннисисту Карену Хачанову во время матча второго круга Уимблдона. Сейчас руководство мирового тенниса обсуждает отказ от такой традиции

Болбоями в детстве работали многие звезды тенниса — от Ким Клейстерс и Марата Сафина до Роджера Федерера и Джона Макинроя.

В последние годы в теннисе активно обсуждают положение болбоев. ATP, мужская теннисная ассоциация, думает о том, чтобы освободить детей от обязанности подавать полотенца взрослым игрокам: «Еще вопрос с восприятием. Мне не нравится, как это выглядит — когда ребенок подносит полотенце», — говорит президент ATP Крис Кермоуд.

Идея понравилась не всем. «Это не какое-то существенное улучшение. Болбои же для чего-то нужны. Я понимаю, что нужно двигать спорт вперед, вводить какие-то новые элементы, но конкретно это мне не кажется действенным», — отреагировал на предложение Надаль.

Уважительным отношением к болбоям известен Роджер Федерер — он завел традицию угощать их пиццей после окончания турниров.

Можно ли убить человека теннисным мячом?

Скорость полета теннисного мяча после удара у топ-теннисистов порой сильно превышает 200 километров в час. Последствия его попадания могут быть очень неприятными.

Чаще всего от игроков достается болбоям и линейным арбитрам, которые следят за соблюдением аутов. Это происходит из-за того, что они находятся в непосредственной близости от игроков.

Публике, которая обычно находится на местах над кортом, удары практически не угрожают. По правилам тенниса в том случае, если мяч залетел на трибуну, зрители обязаны вернуть его на корт, а не оставить себе, как это происходит, например, с шайбами в хоккее.

А вот арбитрам, которые следят за матчем с вышки, опасность угрожает. В финале юниорского US Open 1983 года швед Стефан Эдберг, будущая суперзвезда, а тогда начинающий 17-летний игрок, нанес мощный удар, после которого мяч отскочил в арбитра. Для 61-летнего судьи, американца Ричарда Вертхейма, этот матч должен был стать одним из последних в карьере — он уходил на пенсию.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Скорость, с которой летит теннисный мяч после удара, сравнима с темпом несущегося автомобиля

Мяч попал Вертхейму в пах, от удара он упал и ударился головой. Спустя пять дней он умер от кровоизлияния в мозг.

В 2017 году в матче Кубка Дэвиса 17-летний канадец Денис Шаповалов разозлился, попав в аут, и от злости врезал по мячу. Тот попал прямо в лицо канадскому судье Арно Габа и сломал ему скулу. Шаповалову в итоге засчитали поражение и выписали штраф в 7 тыс. долларов.

Сила удара — Центр спортивной подготовки «Беркут»

Очевидно, что проверить силу того или иного удара надо именно в тех условиях, при которых данный удар должен выполняться, т.е. во время спарринга.

На практике такой путь неприемлем прежде всего из-за того, что невозможно предохранить участников тестирования от травм. Использование защитных накладок не решает проблему. Во-первых, накладки, которые не смогут надежно защищать тело от травм (уместно вспомнить, что многие спортсмены разбивают доски толщиной до 8 см, нанося удар локтем или кулаком, и до 12 см, нанося удар ногой), не смогут прикрыть все участки тела, наверняка окажутся громоздкими и будут сковывать движение спортсмена. Спарринг при этом станет напоминать бой средневековых рыцарей. Во-вторых, использование защитных накладок сковывает движения спортсменов и делает невозможным выполнение некоторых двигательных действий. В-третьих, широкое использование защитных приспособлений может привести к тому, что подобно тому, как это иногда происходит в боксе, спортсмены станут уделять недостаточное внимание совершенствованию техники защитных действий, полагаясь на защитные свойства накладок.

Для того, чтобы спортсмены имели возможность продемонстрировать силу своих ударов и не травмировать при этом соперника, в программу соревнований по таэквон-до включается разбивание различных предметов (досок, кирпичей, черепицы и т.д.). Обычно используются стандартные сосновые доски размером 30×30 см , толщина каждой 1,27 см. Одна или несколько досок закрепляются в специальном станке или удерживаются ассистентами. Спортсмену предоставляется одна попытка, чтобы расколоть все закрепленные доски. Победителем становится тот, кто сумел расколоть большее число досок. При выполнении ударов запрещается отрывать от пола опорную ногу.

На первый взгляд кажется удивительным, что нанося столь сильные удары, высококвалифицированные спортсмены не травмируют свой двигательный аппарат. Когда деформация доски достигает примерно 0,5 см, напряжение на ее выгнутой стороне становится столь большим, что происходит разлом доски. При этом накопившаяся в результате ударного взаимодействия энергия деформации доски не передается на тело человека и двигательный аппарат не травмируется. Если же в результате удара доска не сломалась, то после наступления момента ее максимальной деформации на ударяющий сегмент начинает действовать сила реакции опоры, вызванная действием сил упругой деформации доски. Действие именно этой силы обычно приводит к травмированию ударяющей конечности.

Расчеты показывают, что для того, чтобы расколоть стандартную доску, кинетическая энергия ударяющего предмета должна превышать 64Дж. В зависимости от типа удара и квалификации спортсмена предударная скорость варьируется в диапазоне 7-14 м/с. Если ударная масса равна 7кг, то кинетическая энергия в момент удара достигает 171-687 Дж, чего вполне достаточно, чтобы расколоть от 2 до 10 досок.

Для нанесения сильного удара необходимо:
выполнять движения так, чтобы направление вектора скорости ударяющего сегмента было перпендикулярно поверхности тела, по которому наносится удар; 
придать ударяющему сегменту максимально возможную предударную скорость; 
придать ударяющему сегменту максимально возможную ударную массу.

Однако, этого не так легко добиться. Для того, чтобы придать ударяющему звену максимальную скорость движения, в процессе его разгона необходимо расслабить все лишние мышечные группы. Однако это приведет к тому, что ударная масса станет разной или будет незначительно превышать массу звена, которым наносится удар. Увеличить ударную массу можно путем придания максимальной жесткости всему телу спортсмена непосредственно перед наступлением момента ударного взаимодействия. Несвоевременное начало напряжения мышц может привести к снижению предударной скорости либо к снижению ударной массы. И та, и другая техническая ошибка приведет к уменьшению силы удара. На величину ударной массы, помимо всего прочего, влияют пространственные параметры выполняемых спортсменами движений.

Как преобразовать скорость ветра в силу

Обновлено 14 декабря 2020 г.

Автор: Карен Дж. Блаттлер

При разговоре о ветре на ум приходит множество разных образов. Ветер принимает разные формы: от мягкого летнего бриза, порывающего воздушные змеи, до урагана, разрывающего крышу. Анемометр измеряет скорость ветра, но как скорость ветра превращается в силу?

Сила, ветер и давление

Сила, обычно определяемая как толкающая или тянущая, может быть рассчитана по формуле: сила равна массе, умноженной на ускорение (F = ma).Ветер также толкает и тянет, как правило, с большей силой, когда движется быстрее. Давление равно силе, разделенной на площадь. По сути, ветер прикладывает силу к такой области, как стена, крыша или человек.

Измерение ветра

Анемометры измеряют ветер. Хотя существуют разные типы анемометров, тот, который чаще всего используется, поворачивается вместе с ветром. Скорость поворотов выражается в скорости ветра и давлении ветра. Поскольку скорость ветра колеблется, для расчета скорости ветра используется среднее количество поворотов за короткое время.Скорость ветра чаще всего указывается в милях в час (миль / ч), километрах в час (км / ч) или по шкале Бофорта, но она также может передаваться в узлах, футах в секунду (ф / с) или метрах в секунду (м / с). ). Несколько онлайн-программ преобразуют скорость ветра из одной единицы в другую.

Расчет силы на основе скорости ветра

Для расчета силы ветра требуется масса воздуха и ускорение ветра. Средняя плотность массы воздуха на уровне моря равна примерно 1.229 килограммов на кубический метр. В данном случае площадь, на которую попадает ветер, измеряется в квадратных метрах. Тогда масса воздуха, ударяющегося о поверхность, равна плотности воздуха, умноженной на площадь. Ускорение (а) равно квадрату скорости ветра в метрах в секунду (м / с).

Используйте формулу, по которой сила (F) равна массе (м), умноженной на ускорение (a), чтобы вычислить силу в Ньютонах (Н). Один Ньютон равен одному килограмм-метру на секунду в квадрате (кг-м / с ² ).

Обязательно используйте соответствующие блоки.2 = 6,17 \ text {N}

Выполнение математических расчетов показывает, что F = 6,17 кг-м / с ² или 6,17 Н. Таким образом, ветер со скоростью 5 миль в час будет иметь достаточно силы, чтобы поднять стандартный воздушный змей.

измерений — Хороший способ вычислить силу удара молотком?

Конечно, сила изменяется во время удара — поэтому, чтобы приблизиться к ответу, вам нужно как время удара, так и величина передаваемого импульса.

Как указал пользователь 77567, довольно простой способ измерить переданный импульс — использовать баллистический маятник. 2 $$

и отсюда следует, что

$$ v = d \ sqrt {\ frac {g} {\ ell}} $$

Конечно, мы могли бы получить тот же результат непосредственно из уравнения движения для простого гармонического осциллятора (маятника).

Остающийся интересный вопрос — время удара. Это можно измерить с помощью простых электронных компонентов. Если вы подключите резистор и зарядный конденсатор параллельно с «переключателем», образованным контактом между молотком и шаром, то вы можете вычислить время удара, наблюдая за долей разряда конденсатора из-за «замыкания» переключатель «при ударе молотка по мячу. Достаточно тонкие и гибкие провода должны позволять проводить измерения без нарушения механики.Используйте цифровой мультиметр с достаточно высоким импедансом (не менее 10 МОм). Если конденсатор медленно протекает после первой зарядки (скажем, с помощью аккумулятора), вы можете наблюдать падение напряжения и ударить по мячу молотком, когда напряжение достигает «круглого» значения — это позволяет минимизировать дефект дрейфа. .

Чтобы сделать измерение времени удара повторяемым, вы можете сделать молоток частью второго маятника, который ударяет по мячу с разной высоты: затем вы можете построить взаимосвязь между скоростью удара и временем удара, и это позволит вам получить время, когда вы бьете по мячу очень сильно (когда вы не можете получить точные повторяемые измерения времени или скорости).

Надеюсь, этого достаточно, чтобы вы начали …

расчетов

расчет Расчеты

Ладно, модель не идеальная. Прежде чем я это настрою, я хочу прояснить, что кузнечное дело может быть очень точным с точки зрения результатов, но каждый раз, когда человек размахивает молотком, фактический источник проекта, есть несколько очень реальных неопределенности, которые очень трудно вычислить.

Реальная жизнь:
Некоторая часть кинетической энергии остается кинетической энергией.Некоторый становится, например, звуком. Некоторые возвращаются к молотку и происходит очень небольшой отскок. Некоторые переносятся на наковальню и он немного двигается. Итак, мы действительно не можем, честно говоря, действительно получить 100% конверсию. Это жизнь. Энтропия тоже будет непостоянной.

Но на самом деле большая часть кинетической энергии уходит в железо. Это подводит меня к …

Модель:

Кинетическая энергия в момент удара о заготовку будет равна потенциальной энергии на вершине колебания молот.Расчет потенциальной энергии с данными доступный или легко оцениваемый, довольно прост, поэтому я использовать потенциальную энергию = тепловую энергию в качестве моей основной концепции.

Для этих расчетов я предполагаю «идеальный» молоток. дуть. Что такое идеальный удар молотком? Для целей этой проблемы, это удар, который раскрывает весь потенциал энергия к заготовке. Далее весь потенциал энергия станет тепловой энергией.

Потенциальная энергия молота

Здесь сделаны некоторые приближения. Я легко могу нанести удар железный прут 30 раз за 15 секунд. Я получил эту цифру от подсчитывая, сколько ударов я нанес в примере видео за 15 второй временной интервал. (Было 31 удар, но это близко достаточно до 30, чтобы не сильно испортить наши расчеты, чтобы приблизительно.) Это согласуется с другими кузнецами, как вы увидим в демонстрационных видеороликах.Это означает каждый удар составляет около 0,5 секунды от одного удара молотка до следующий.

Предполагая, что подъем молотка занимает гораздо больше времени, чем ускорьте его вниз, я скажу, что 1 секунда пути время на среднем расстоянии 25 сантиметров и вес молотка от 1 кг. Поскольку мой любимый молоток — это двухфунтовый молоток (не включая ручку), это примерно то, что нужно для приблизительной массы.

Потенциальная энергия = mgh, за исключением того, что я использую ускорение забиваем реальные видео эксперименты.2) (. 25 м), что дает нам грандиозное значение:

12,5 Дж за удар молотком.

Кинетическая энергия превращается в тепло

Предположим, для моей модели «идеального удара молотком» (которую я придерживаюсь быть таким же верным, как сферическая корова, поэтому примите это за то, что стоит с точки зрения физических расчетов), что весь потенциал энергия удара молотка при ударе преобразуется в тепловую энергию, и получаем:

Ага! 12.5 Дж от каждого удара молотка!

Если есть идеальный переход от одной формы энергии к другой, мы ничего не теряем. Теперь, реально, некоторые из них энергия нагревает головку молота, и большая ее часть теряется проводимость с холодной поверхностью наковальни и теряется изрядное количество в воздух, но глядя на момент удара молота, мы получать более 12 Джоулей тепловой энергии каждый раз, когда молот удары.

Но что это с точки зрения повышения температуры? Читай дальше что бы узнать!

Следующая страница
Предыдущая страница
Индекс

Покоящийся объект останется в покое, а объект в движении. останется в движении (и будет двигаться с постоянной скоростью по прямая линия) до тех пор, пока к ней не приложена сила.

Сила, действующая на объект, равна его массе, умноженной на ускорение. произведено. Толчок — это простая форма силы, направление ускорения. зависит от направления приложенной силы.Когда мы обсуждаем силы нас интересует, насколько они сильны и в каком направлении действовать.

Важные силы, действующие в атмосфере

I. Сила градиента давления — направлена ​​от более высокого давления в сторону более низкого давления перпендикулярно изобарам. Контур линии на диаграмме постоянного давления или изобарической диаграмме, сообщите нам высота над уровнем моря, на которой можно получить заданное давление чтение (т. е. изобарическая карта 500 мб). Холодный воздух наверху обычно связанные с невысокой высотой.График приземного давления — около на поверхности земли давление снижается примерно на 10 мб на каждые Увеличение высоты на 100 метров.

II. Сила Кориолиса — описывает кажущуюся силу, которая происходит из-за вращения Земли.

1. Действует вправо в NH.
2. Нуль на экваторе увеличивается к полюсам
3. Ноль, если скорость равна нулю, увеличивается вместе со скоростью
4. Величина зависит от вращения Земли, которое постоянный

Геострофический ветер — баланс между PGF и CF.в нижнее давление в северном полушарии находится слева. Дуют ветры против часовой стрелки вокруг системы низкого давления и по часовой стрелке вокруг высокий в северном полушарии.

III. Трение. Трение всегда действует в противоположном направлении. к движению. Если движения нет, трение равно нулю. Величина зависит от типа поверхности. Трение невелико на замерзшее озеро и сильное в лесу.

Вблизи поверхности трение снижает скорость ветра, что снижает сила Кориолиса.Более слабая сила Кориолиса больше не уравновешивает сила градиента давления, и поэтому ветер дует через изобары в сторону более низкого давления. Таким образом, сила градиента давления уравновешивается трением и силой Кориолиса. В северном полушарии поверхность ветры дуют против часовой стрелки и становятся низкими, и выходят из высоко по часовой стрелке.

Ветер на карте погоды , направление — зубец; флаги обозначают скорость. Полный барб — 10 узлов, флаг — 50 узлов, 1/2 зубца — 5 узлов.Направление — это направление , от которого ветер дует .

Ветер, который дует вокруг изогнутых изобар, называется градиентом . Ветер . Ветер меняет направление, поэтому он ускоряется. Это ускорение называется центростремительным ускорением.

IV. Центростремительное ускорение направлено под прямым углом к ветру, к центру кривизны.

Циклострофический ветер — Баланс градиента давления Сила и центростремительная сила (ураганы у экватора).

DIVERGENCE — Распространение из воздуха

КОНВЕРГЕНЦИЯ — Скопление воздуха.

Я не могу переоценить важность расхождения и конвергенции воздуха. Развивающиеся зимние бури отмечены на картах низким давлением. на поверхности. Воздух движется, чтобы «восполнить низкое давление», это конвергенция. Путем сближения молекул воздуха над заданным области, мы добавляем молекулы в нашу колонку, поэтому давление должен увеличиваться. Так как же продолжается область низкого давления? уменьшаться или «развиваться», «раскручиваться» или «углубляться»? Потому что расхождение происходит над поверхностью низко.Дивергенция удаляет молекулы воздуха из нашего столба воздуха, тем самым снижая давление на поверхности. Таким образом, если дивергенция верхнего уровня удаляет молекулы быстрее чем низкоуровневая сходимость, понижается приземное низкое давление. Это снижает поверхностное давление, что увеличивает давление. градиентная сила, которая увеличивает скорость ветра и вызывает воздух быстрее устремляется к центру низкого давления.

Сначала давайте посмотрим, как выглядит конвергенция на карте погоды на поверхности:

А как насчет расхождения на поверхности?

Как определить расхождение наверху?

А как насчет конвергенции на высоте?

---

Вопросы для размышления.

Что было бы, если бы было расхождение на поверхности и расхождение? наверху?

---

Удар каратэ | Гарвардский университет естественных наук Демонстрация лекций

Преподаватель быстрым ударом руки ломает несколько досок.

Что показывает:

Теорема об импульсе и импульсе демонстрируется самым ярким образом, если ударом кулака разбить несколько досок. Вам не нужно быть экспертом в карате, чтобы показать, как сила хорошо выполненного удара кулаком молотком легко сломает стопку из пяти-восьми досок.Импульс задается формулой

impulse = F∆t = ∆mv

Смысл демонстрации: чем больше скорость, тем меньше будет ∆t и, следовательно, больше сила.

Изображения Джеффри Пайка

Как это работает:

Подробное описание физики карате появилось в статье Scientific American. ¹ Мы представим здесь только основные особенности теоремы об импульсе. Сначала оценим импульс кулака.Его эффективная масса больше, чем просто рука — в конце концов, вы размахиваете всей рукой, к которой прикреплен кулак. Положив предплечье на весы, можно предположить, что эффективная масса находится где-то между 2 и 4 кг. Затем мы используем фотозатвор, чтобы измерить время, необходимое поражающему кулаку, чтобы пройти через него, установив скорость ² 10 м / с и импульс 30 кг м / с.

Дерево — довольно эластичный материал, и доска длиной 30 см обычно требует прогиба примерно на сантиметр перед тем, как сломаться; 500 Ньютонов отклонят его до такой степени.Если мы предположим, что доска толщиной 2 см на самом деле останавливает движение кулака, действие происходит на расстоянии 2 см + 1 см = 3 см, и время этого взаимодействия будет равно расстоянию, деленному на среднюю скорость. кулака = (v _i + v _f ) / 2 = 7,5 м / сек. Таким образом, Δt = 0,03 м ÷ 7,5 м / сек = 4 миллисекунды. За это время импульс кулака изменится на 45 кг м / с. Таким образом,

Это эквивалентно 2250 фунтам! Конечно, доска ломается с такой силой и не останавливает кулак.

Доски укладываются одна на другую и держатся немного отдельно друг от друга, помещая между ними карандаши; разрыв может происходить последовательно через доски, причем каждый разрыв требует меньшей силы, чем если бы использовалась одна толстая плита. Это также имеет эффект импульса движущихся вниз сломанных частей верхней доски, помогая сломать доску под ней, и так далее вниз по стеку. Таким образом, пиковая сила для разрушения, скажем, восьми досок в восемь раз меньше силы, необходимой для разрушения одной доски.

Настройка:

Используемые нами доски вырезаны из так называемой сухой белой сосны размером 1 × 12 (номинально 3/4 «на 11,5»). Они нарезаны шириной 6 дюймов с зерном, параллельным ширине. (Во всех ссылках упоминается, что удар каратэ должен быть параллелен зерну. Если это то, как это делают специалисты по карате, для нас этого достаточно; не обращайте внимания на умника. который всегда говорит: «О, это просто, если у вас есть зерно, идущее таким образом … ха, ха». Независимо от того, как ориентировано зерно, стопка из пяти-восьми досок выглядит действительно впечатляюще.) Разделите две лекционные скамейки на расстоянии примерно 10 дюймов друг от друга и уложите доски на две скамьи. Два крепких гарвардских стула тоже подойдут. Лектор должен делать это и медленно наращивать стопку (и напряжение), чтобы усилить ожидание в аудитория.

Комментарии:

Если вы впервые пробуете эту демонстрацию, вы, скорее всего, будете такими же робкими, как и мы. Попытайтесь ударить верхнюю доску прямо посередине. Удар не по центру может не сломать нижнюю доску.Начните с четырех или пяти досок, что легко, и постепенно укрепляйте уверенность, добавляя по одной доске с каждой последующей попыткой. Помните, что скорость, а не сила, это все, поэтому сосредоточьтесь на максимальной скорости, когда кулак встречается с доской. Специалисты по карате называют это «сосредоточением удара внутри объекта или немного за его пределами». Мы называем это «движением кулака так быстро, как только можете». Будет только больно, если ты будешь слабаком. Согласно ссылкам, рука действительно может выдерживать силы, намного превышающие 25000 Ньютонов.Верьте в физику.

Попробуйте представить демонстрацию с помощью старого трюка с соломой через картофель. Кроме того, довольно забавной и связанной демонстрацией является «Бросок яйца», в котором говорится о противоположном: что происходит, когда вы пытаетесь максимизировать ∆t.

Зрителей может заинтересовать и то, что стоматопод (широко известный как креветка-богомол) выполняет самое быстрое движение животного, известное человеку. ³ Он может нанести каратэ-подобный удар когтем за миллисекунду и использует этот талант, чтобы разбить твердые панцири моллюсков и тому подобное, которыми он питается.Его удар настолько эффективен, что аквариум не может удерживать его в плену … он пробьет себе путь сквозь стекло толщиной 1/4 дюйма!

1 М.С. Фельд, Р. Макнейр и С. Wilk, Scientific American 240 , 150 (апрель 1979 г.): «Физика каратэ». Для анализа энергии, потерянной при деформации противника, см. JD Walker, Am J Phys 43 , 845 (1975): «Каратэ удары»
2 В источниках утверждается, что черные пояса каратэ достигают максимальной скорости около 10 м / сек. (см. Уокер, выше), предполагая, что наша оценка скорости немного завышена.
3 Р.Л. Колдуэлл и Х. Дингл, Scientific American 234 , 80-89 (январь 1976 г.): «Стоматоноды»

Типы сил | Силы

Поле — это область в пространстве, где объект (с определенными свойствами) будет испытывать силу. Полевые силы — это бесконтактные силы. Бесконтактные силы — это силы, действующие на расстоянии. Они не обязательно должны касаться друг друга. Наиболее распространенные примеры полей:

Когда мы обсуждали контактные силы, мы говорили о толчках и толчках.Однако с полевыми силами лучше говорить о отталкивании и притяжении .

Гравитационные силы

Вы когда-нибудь задумывались, почему вещи падают, а не вверх?

Вы можете продемонстрировать гравитационный эффект, сбрасывая предметы разной массы с одинаковой высоты. Используйте теннисный мяч и скомканный лист бумаги (чтобы они были примерно одного размера и формы).Бросьте их с одной высоты и посмотрите, заметят ли учащиеся разницу в том, как они падают. Спросите учащихся, почему они думают, что предметы упали. Что-то их толкает? Или срывая их? Предложите им обсудить друг с другом свои идеи.

Моделирование, представленное в этой главе, очень полезно изучить, если у вас есть доступ в Интернет. В противном случае поощряйте учащихся общаться с ними в свободное время дома или по мобильным телефонам.

Мы уже сталкивались с гравитацией на Планете Земля и за ее пределами в предыдущих классах.

Сила, которая заставляет вещи падать на Землю и не дает нам упасть с планеты, — это сила тяжести . Гравитационные силы существуют между любыми двумя объектами с массой, и они являются силами притяжения (притяжения).

Ньютон разработал свой Закон всемирного тяготения, описывающий силу притяжения между телами с массой в 1687 году. Работа Ньютона по описанию теории гравитации, возможно, была вдохновлена ​​наблюдением за падением яблока с дерева.

Строго говоря, когда мы говорим о «гравитации», мы конкретно имеем в виду гравитационную силу притяжения, которая возникает между Землей (или другим небесным телом, таким как планета) и другими объектами, в отличие от гравитационной силы в целом, которая действует между любыми два объекта с массой. Например, мы могли бы называть гравитационную силу, притягивающую объекты к Луне, гравитационной силой, создаваемой Луной.

Что такое гравитация?

Гравитационная сила — это сила, притягивающая объекты с массой друг к другу. Любой объект с массой оказывает гравитационную силу на любой другой объект с массой . Земля оказывает гравитационное притяжение на вас, на парты в вашем классе и стулья в вашем классе, удерживая вас на поверхности и не позволяя улететь в космос.

Гравитация — это сила, поэтому она измеряется в Ньютонах.

Гравитационная сила Земли притягивает все к центру Земли, поэтому, когда вы роняете такой объект, как книга или яблоко, он падает на землю. Однако знаете ли вы, что вы, ваш стол, стул, падающее яблоко и книга оказывают на Землю равное, но противоположное притяжение? Как вы думаете, почему эти силы на Земле не вызывают заметного движения Земли?

---

---

Земля имеет гораздо большую массу, чем человек или стол, и поэтому она ускоряется на гораздо меньшую величину, даже несмотря на то, что сила, действующая на Землю столом, имеет тот же размер, что и сила, действующая на стол со стороны Земли ( как раз в противоположных направлениях).Вот почему Земля не движется заметно.

Стрелки показывают направление гравитационного поля Земли. Все стрелки указывают на центр Земли, потому что сила гравитации всегда притягивает.

Моделирование PhET в окне посещения можно использовать для очень простой демонстрации того, как гравитационная сила между двумя объектами увеличивается с массой и уменьшается по мере увеличения расстояния между объектами.Вы можете отключить значения и использовать положение маленьких фигурок, дергающих за веревки, чтобы качественно продемонстрировать взаимосвязь.

Земля привлекает нас, потому что у нее такая большая масса, и поэтому мы все время тянемся вниз к центру Земли.

Эти армейские парашютисты только что выпрыгнули из задней части самолета и упали на Землю под действием силы тяжести.

Чем больше масса объектов, тем больше сила между ними.Это означает, что два небольших объекта будут иметь очень слабое гравитационное притяжение, поэтому оно не окажет заметного влияния. Однако более крупные объекты, такие как Луна и Земля, обладают гораздо большей гравитационной силой.

Как мы знаем из «Планеты Земля» и «За ее пределами», все планеты в нашей солнечной системе удерживаются на орбите вокруг Солнца за счет гравитационной силы притяжения между Солнцем и планетами.

В нашей солнечной системе планеты движутся вокруг Солнца.Между Солнцем и планетами, а также между планетами и их лунами существует гравитационная сила притяжения.

Второй фактор, влияющий на гравитационную силу притяжения между объектами, — это расстояние между ними. Чем дальше объекты друг от друга, тем меньше сила тяжести.

Между нами и Солнцем существует гравитационная сила притяжения, но мы не замечаем ее, так как мы так далеко друг от друга и очень маленькие.

Все компоненты нашей Вселенной удерживаются вместе гравитационной силой. В итоге можно сказать:

• Чем больше масса объектов, тем сильнее гравитационная сила притяжения между ними.

• Чем ближе объектов друг к другу, тем сильнее гравитационная сила между ними.

Записка о падающих предметах

Полезный способ продемонстрировать гравитацию Земли — это посмотреть на падающие объекты. Ниже приведено дополнительное упражнение, в котором учащиеся бросают различные предметы. Вы можете проголосовать в классе, чтобы узнать, думают ли учащиеся, что яблоко или мешок сахара упадут первыми на землю.(Ответ: они будут одновременно удариться о землю, если сопротивление воздуха будет незначительным.) Очень вероятно, что учащиеся будут иметь предубеждение, что более тяжелые предметы падают быстрее. В настоящий момент не важно, чтобы ответы учащихся были правильными, и не пытайтесь привести их к правильному ответу. Мы надеемся, что они откроют это для себя в следующем эксперименте.

В этом исследовании учащиеся должны работать в парах. Сначала они одновременно уронят целое яблоко и половину яблока с одной и той же высоты.Затем они будут дальше экспериментировать с шарами разной массы (но одинакового размера) и шарами одинаковой массы (но разного объема). Очень сложно ронять предметы в одно и то же время, так что они падают на пол одновременно, поэтому позвольте учащимся повторить эксперимент несколько раз, пока они не будут уверены, что они роняют предметы одновременно. Если им трудно увидеть, какой предмет падает на землю первым, предложите ученикам прислушаться к количеству звуков, которые они слышат — один или два — при ударе предметов.Учащимся может потребоваться повторить это исследование много раз, поскольку оно, скорее всего, противоречит их предубеждениям. Совет по безопасности: вероятно, лучше заранее разрезать яблоки пополам.

Когда учащиеся закончат свой эксперимент, вы можете продемонстрировать эффекты сопротивления воздуха, уронив молоток и перо. Предложите учащимся проголосовать за то, что произойдет, если вы уроните молоток и перо. Будьте готовы объяснить учащимся, что сопротивление воздуха замедляет падение пера и что если бы не было сопротивления воздуха, они упали бы с одинаковой скоростью и одновременно упали бы на пол.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ВОПРОС: Падают ли разные предметы с одинаковой скоростью?

ГИПОТЕЗА:

Как вы думаете, что произойдет?

---

Ответ, зависящий от учащегося.

МАТЕРИАЛЫ И АППАРАТ:

• молоток
• перо
• два шара одинаковой массы, разного объема (один набор на пару)
• два шара одинакового объема, разной массы (один набор на пару)

Видео падения перьев и монет в вакууме

МЕТОД:

1. Работайте в парах, по очереди выполняя роль человека, который роняет предмет (экспериментатор), и человека, который наблюдает за падающими предметами (наблюдателя).
2. Заполните столбец «прогноз» в таблице ниже.
3. Экспериментатор: встаньте на стул или стол и возьмите два шара одинаковой массы, держа один в одной руке, а другой — в другой.
4. Экспериментатор: держите два шара на одной высоте перед собой и бросайте их в одно и то же время.
5. Наблюдатель: обратите внимание, что происходит, в частности, что приземляется первым.
6. Поменяйте местами и повторите эксперимент с двумя шарами одинакового объема, но разной массы.
7. Теперь ваш учитель проведет для вас демонстрацию и уронит молоток и перо. Прежде чем ваш учитель уронит молоток и перо, запишите столбец прогнозов для падения молотка и пера.
8. Запишите, что произошло с молотком и пером, и ответьте на приведенные ниже вопросы.

РЕЗУЛЬТАТЫ И НАБЛЮДЕНИЯ:

Что вы сохранили постоянным в этом эксперименте?

---

Высота, с которой падают предметы.

Что вы изменили в этом эксперименте?

---

Тип отбрасываемых объектов, в частности масса и объем объектов.

В приведенной ниже таблице запишите, что, по вашему мнению, произойдет в столбце «прогноз», прежде чем проводить эксперимент.Как вы думаете, что произойдет, если предположить, что вы одновременно уроните каждую пару предметов с одной и той же высоты? Как вы думаете, что приземлится первым?

Объекты	Прогноз	Наблюдение
Шары: одинаковой массы, разного объема
Шары: разной массы, одинакового объема
Молоток и перо

ОЦЕНКА:

Насколько надежен был ваш эксперимент? Как бы вы могли улучшить свой метод?

---

---

---

Ответ, зависимый от учащегося.Примеры ответов могут включать: Трудно бросать предметы в одно и то же время. Лучше было бы сбрасывать предметы с большей высоты. Сопротивление воздуха могло повлиять на результаты, и было бы лучше бросать предметы в вакууме.

ВЫВОДЫ:

Напишите заключение этого расследования.

---

---

---

Учащиеся должны были обнаружить, что половина яблока и все яблоко одновременно падают на пол.Они также должны были обнаружить, что шары одинаковой массы ударяются об пол в одно и то же время, а шары одинакового объема одновременно ударяются об пол. Из этого они должны сделать вывод, что все падающие предметы падают с одинаковой скоростью, независимо от их формы или размера, если сопротивление воздуха можно игнорировать. (Дополнительно: они ускоряют с той же скоростью). В случае падения молотка и пера учащиеся должны были обнаружить, что молоток приземлился первым. Это связано с тем, что сопротивление воздуха замедляет падение пера.

Заблуждения о падающих предметах (видео)

ВОПРОСЫ:

Что упало первым, яблоко или половинка яблока?

---

Они оба должны приземлиться одновременно (или почти одновременно).

Принимая во внимание шары одинаковой массы, которые упали первыми, больший или меньший?

---

Они оба должны были приземлиться одновременно.

Если рассматривать шары одинакового объема, которые приземляются первыми, более тяжелые или более легкие?

---

Они оба должны были приземлиться одновременно.

Как вы думаете, почему два выпавших шара всегда приземлялись одновременно?

---

---

В идеальной ситуации все предметы, падающие с одинаковой высоты, приземляются одновременно.Это связано с тем, что гравитационная сила Земли заставляет каждый объект ускоряться на одну и ту же величину каждую секунду, независимо от того, насколько он тяжел или каков его объем.

Примечание учителя продвинутого уровня:

Согласно Всемирному закону тяготения, гравитационная сила Земли воздействует на объект с силой, которая пропорциональна массе объекта и массе Земли. Во всех случаях масса Земли одинакова, и поэтому любые различия в силе гравитации, действующей на объекты на Земле, зависят только от разницы в массе сбрасываемых объектов.

Согласно второму закону Ньютона, результирующая сила, действующая на объект, F, определяется как F = ma, где m — масса объекта, а a — ускорение, создаваемое чистой силой F.

Как вы думаете, почему молот упал раньше пера?

---

---

---

---

В реальной ситуации воздух вокруг нас влияет на то, как падают предметы.Как объект движется по воздуху и испытывает сопротивление воздуха. Перо намного легче молотка, поэтому влияние сопротивления воздуха на перо намного сильнее. Суммарная сила, действующая вниз на падающий объект, равна силе тяжести за вычетом силы сопротивления воздуха. Поскольку перо намного легче молотка, результирующая сила, действующая на него, будет меньше, поэтому оно будет испытывать меньшее ускорение по направлению к земле и медленнее падать.

Примечание учителя продвинутого уровня:

Сопротивление воздуха — это сила сопротивления, замедляющая движение объекта.Величина силы зависит от квадрата скорости падающего объекта, площади поверхности падающего объекта и плотности жидкости, в которую он падает (в данном случае — воздуха). Очень легкие предметы, например, перья или тонкие листы бумаги, замедляются из-за сопротивления воздуха. Это потому, что их сила тяжести очень мала по сравнению с сопротивлением воздуха. Очень большие объекты также замедляются из-за сопротивления воздуха. Это объясняет, почему парашют замедляет ваше падение. Перед раскрытием парашюта сопротивление воздуха невелико.После открытия широкий парашют испытывает большее сопротивление воздуха, которое затем замедляет ваше движение.

Очень важно, чтобы учащиеся понимали разницу между массой и весом. В науке вес — это сила, но учащиеся привыкли использовать слово «вес» при описании своей массы. Вес — это сила, испытываемая объектом под действием силы тяжести. На Земле все объекты притягиваются вниз к центру Земли, и наш вес является показателем размера этого притяжения.Вес будет варьироваться в зависимости от нашего положения в космосе, но наша масса должна оставаться постоянной независимо от нашего положения.

Вы, наверное, слышали термин «вес» много раз раньше, либо в классе естественных наук, либо в разговоре с другими. Многие люди неправильно используют термин «вес» в повседневной речи. Например, родственник может сказать вам: «Мой вес увеличился на 2 кг за праздничный период, так как я ел слишком много еды.«Что не так в этом утверждении? Обсудите это со своим классом и учителем.

---

---

Это утверждение неверно, поскольку родственник приравнивает свой вес к килограммам. Килограммы — это мера массы, а не веса. Ее масса могла увеличиться на 2 килограмма.

• вес
• масса
• свободное падение
• ускорение свободного падения

Слово масса происходит от греческого слова maza , что означает кусок теста или лепешку.

Масса объекта — это количество вещества в объекте. Он сообщает вам, сколько у вас частиц. Вы помните, как узнали об атомах в Материи и Материалах? Так, например, масса деревянного бруска говорит нам, сколько в нем атомов. Масса измеряется в килограммах (кг) и не зависит от того, где вы ее измеряете. Деревянный блок массой 10 кг на Земле также имеет массу 10 кг на Луне.

Однако вес объекта может изменяться, так как он зависит от массы объекта, а также силы гравитационной силы, действующей на него.Вес измеряется в ньютонах (Н), поскольку это гравитационная сила притяжения, оказываемая на объект Землей (или Луной, или любой другой планетой). Следовательно, вес объекта будет изменяться при взвешивании в разных местах. Вес 10-килограммового блока на Земле будет отличаться от веса на Луне. Как вы думаете, почему это так? Вес будет больше или меньше, чем на Луне?

---

---

---

Земля намного больше Луны, поэтому гравитационная сила между Землей и блоком будет больше, чем сила между Луной и блоком.

Масса, вес и гравитация (видео).

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ВОПРОС: Какова связь между массой объекта и его весом?

ГИПОТЕЗА: Напишите гипотезу для этого исследования.

---

---

Ответ, зависящий от учащегося.

МАТЕРИАЛЫ И АППАРАТ

• четыре куска массы с шагом 500 г (одна по 500 г, одна по 1 кг, одна по 1,5 кг и одна по 2 кг)
• пружинный баланс
• весы тройные

Для измерения массы объектов можно использовать любой измеритель массы. Также можно использовать кухонные весы или электронные весы.

МЕТОД:

1. Измерьте части массы на трехбалочных весах.
2. Измерьте вес каждой части массы с помощью пружинных весов.
3. Запишите массу и соответствующий вес в таблице результатов.
4. Нарисуйте график ваших результатов.
5. Рассчитайте градиент графика.

РЕЗУЛЬТАТЫ:

Запишите результаты в следующую таблицу.

Пример результатов при использовании предлагаемых массовых частей:

Масса (кг)	Масса (Н)
0,5	4.8
1	9,8
1,5	14,7
2	19.6

Что такое зависимая переменная?

---

Что такое независимая переменная?

---

Масса

Следовательно, вес находится по оси Y в сравнении с массой по оси X

Нарисуйте график в отведенном ниже месте.

Ваш график должен быть прямой линией. Используйте пространство ниже, чтобы вычислить градиент вашего графика.

Уклон должен быть 9,8.

Возможно, вам потребуется напомнить учащимся о вычислении уклона прямой линии.Им следовало бы затронуть эту тему по математике, но было бы полезно им напомнить. Им нужно выбрать две координаты на своей прямой. Они могут выбрать любые две координаты, которые должны быть помечены как (x1; y1) и (x2; y2). Формула градиента прямой: gradient = rise / run = (y2 — y1) / (x2 — x1)

.

Пример расчета: градиент = (9,8 — 4,8) / (1 — 0,5) = 9,8

Учащиеся могут не получить правильный ответ для градиента, если они неправильно построили график или если пружинные противовесы не откалиброваны должным образом.Они могут получить ответ ближе к 10. График графика показывает ускорение свободного падения на Земле. Это будет объяснено в тексте после расследования.

ВЫВОД:

Напишите заключение этого расследования.

---

Вес объекта прямо пропорционален массе объекта.

Вес — это сила тяжести, тянущая вас к центру Земли. Измеряется в ньютонах. На Земле гравитационная сила заставляет всех нас ускоряться к центру Земли. Ускорение называется ускорением свободного падения . На Земле это 9,8 м / с ² . Градиент, который мы вычислили в последнем исследовании, должен был дать вам число, близкое к 9,8 м / с ² , что соответствует ускорению свободного падения.

Объекты находятся в свободном падении , когда единственная сила, действующая на них, — это сила тяжести.

Вес (Вт) рассчитывается путем умножения массы объекта (м) на ускорение свободного падения (g):

Вт = м × г

Мы использовали эту формулу в последнем разделе о трении для расчета веса и, следовательно, нормальной силы, действующей на объект.

А что, если бы вы полетели на Луну?

Луна в 6 раз меньше Земли.

Масса Земли 5,972 × 10 ²⁴ кг.

У Луны также есть собственная гравитация. Сила гравитации на поверхности Луны в шесть раз меньше, чем на поверхности Земли, поэтому вы будете весить одну шестую того, что вы делаете на Земле на Луне. На Юпитере вы будете весить в 2,5 раза больше, чем на Земле, поскольку гравитация Юпитера в 2,5 раза больше, чем на Земле. Даже если вы будете весить разное количество (и будете чувствовать себя легче на Луне и тяжелее на Юпитере), ваша фактическая масса останется той же в обоих случаях.

Масса космонавта остается неизменной везде, где ее измеряют. Однако вес космонавта зависит от того, где вы его измеряете, поскольку вы можете видеть, что астронавт весит 1200 Н на Земле, но только 200 Н на Луне.

Так сколько бы вы весили на Луне? Представьте, что у вас масса 60 кг. Ваш вес на Земле будет 60 x 9,8 = 588 Н. Ускорение свободного падения на Луне составляет 1,6 м / с ² , поэтому ваш вес на Луне будет 60 x 1,6 = 96 Н.

Весы для ванной фактически измеряют вес и преобразуют его в массу.

Расчет массы и массы

Это короткое упражнение для практики некоторых вычислений. Учащиеся могут выполнить это как домашнее задание.

ВОПРОСЫ:

Феррари имеет массу 1485 кг. Каков его вес на Земле?

Феррари.

вес = 1485 x 9,8 = 14553N

Масса Линдиве на Земле составляет 50 кг. Какая у нее масса на Луне?

---

50 кг, поскольку масса объекта не зависит от положения.

Ян имеет массу 78 кг. Его друг Сэм говорит, что на Луне он весил бы 24 Н. Сэм прав? Объясните, используя расчет.

вес на Луне = 78 X 1,6 = 124,8 Н

Сэм неверен.

У вас есть яблоко массой 220 г, какой у него вес на Земле и на Луне?

масса = 220 г = 0.22 кг.

вес на Земле = 0,22 x 9,8 = 2,156 Н

вес на Луне = 0,22 x 1,6 = 0,352 Н

Если корова на Луне весила 1340 Н, какова ее масса?

Трикотажная корова.

масса = 1340 / 1,6 = 837.5 кг

Моделирование PhET, указанное в ссылке для посещения, можно использовать, чтобы легко показать, как изменяется вес предметов. Это моделирование можно использовать на многих различных уровнях, в зависимости от сложности концепций, которые вы хотите проиллюстрировать. Ссылка на PDF-файл, содержащий советы по обучению от команды PhET, доступна здесь: http: // phet.colorado.edu/files/teachers-guide/mass-spring-lab-guide.pdf

Вы когда-нибудь задумывались, каково это гулять по другим планетам? Узнайте, сколько вы весите на других планетах в следующем упражнении.

Это необязательное действие . В этом упражнении учащиеся рассчитывают, какой их вес был бы на семи других планетах нашей солнечной системы.Хотя их масса остается прежней, они будут «чувствовать» легче или тяжелее из-за различий в силе гравитационного поля на поверхностях других планет. Вы должны подчеркнуть, что их масса всегда остается неизменной, но меняется только их вес. Если у вас нет доступа к весам, вы можете попросить учащихся оценить свою массу или предоставить им пример номера.

МАТЕРИАЛЫ:

• весы
• калькулятор

ИНСТРУКЦИЯ:

Измерьте свою массу в килограммах.Запишите значение в таблице ниже.

Используйте значения ускорения свободного падения на разных планетах, чтобы рассчитать, сколько вы бы весили на этой планете.

Планета	Ваша масса (кг)	Значение g (м / с 2 )	Ваш вес (Н)
Земля		9,8
Меркурий		3,6
Венера		8,8
Марс		3,8
Юпитер		26
Сатурн		11,2
Уран		10,5
Нептун		13,3

Примеры ответов для учащихся весом 50 кг

Планета	Ваша масса (кг)	Значение g (м / с 2 )	Ваш вес (Н)
Земля	50	9,8	490
Меркурий	50	3,6	180
Венера	50	8,8	440
Марс	50	3,8	190
Юпитер	50	26	1300
Сатурн	50	11,2	560
Уран	50	10,5	525
Нептун	50	13,3	665

ВОПРОСЫ:

На каких планетах вы бы чувствовали себя тяжелее, чем на Земле?

---

Вы будете чувствовать себя тяжелее на Юпитере и Нептуне.

На каких планетах вы бы чувствовали себя легче, чем на Земле?

---

Вы будете чувствовать себя легче на Меркурии, Венере, Марсе, Сатурне и Уране.

Вес человека — это сила гравитационного притяжения к Земле, которую испытывает человек.Кто-то в свободном падении чувствует себя невесомым, но не похудел. Они все еще испытывают гравитационное притяжение Земли.

Единственная причина, по которой астронавты плавают, заключается в том, что они находятся в свободном падении, и их движущийся космический корабль также находится в свободном падении с ними, падая с той же скоростью. Следовательно, по сравнению с космическим кораблем кажется, что астронавты плавают, потому что они оба падают с одинаковой скоростью.

Космонавты испытывают невесомость.

Наблюдайте за сверхзвуковым свободным падением Феликса Баумгартнера обратно на Землю. Он испытал свободное падение или невесомость.

Примечание о невесомости

Термин «невесомость» вызывает у учащихся много путаницы. Путаница фактического веса человека с его ощущением веса является источником многих заблуждений. Невесомость относится только к ощущению человеком своего веса или его отсутствию.Невесомость — это чувство, испытываемое кем-либо, когда нет внешних объектов, соприкасающихся с человеком, оказывающим на него толчок или притяжение (мы называем эти силы контакта, потому что они возникают из-за того, что предметы находятся в контакте или касаются друг друга).

Вес человека — это сила гравитационного притяжения к Земле, которую испытывает человек. Кто-то в свободном падении чувствует себя невесомым, но не похудел. Они все еще испытывают гравитационное притяжение Земли.

Учащиеся также часто не понимают, почему астронавты на орбите вокруг Земли плавают в своих космических кораблях. Распространено заблуждение, что в космосе нет гравитации, поэтому астронавты могут плавать. Фактически, на низкой околоземной орбите сила тяжести Земли составляет около 90% от ее силы на поверхности Земли. Единственная причина, по которой астронавты плавают, заключается в том, что они находятся в свободном падении, и их космический корабль также находится в свободном падении с ними, падая с той же скоростью. Следовательно, по сравнению с космическим кораблем кажется, что астронавты плавают, потому что они оба падают с одинаковой скоростью.Другой пример — орбитальные космические корабли по существу находятся в свободном падении, поскольку нет «ничего», препятствующего их движению к центру Земли, но из-за своей орбитальной скорости они никогда не приближаются к Земле.

Отличная ссылка на видео, на котором кто-то испытывает свободное падение, дана в поле «Посещение».

Магнитные силы

• магнит
• магнитный материал
• сплав

Некоторые материалы имеют сильные магнитные поля.Их называют магнитами. Все магниты имеют два полюса, северный и южный полюс.

Пример стержневого магнита с северным и южным полюсами.

Магниты сильно притягиваются к другим материалам. Эти материалы считаются магнитными. Магниты действуют на другие магниты и магнитные материалы. Какие материалы магнитные? Давайте разбираться.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ВОПРОС: Какие материалы являются магнитными, а какие нет?

ГИПОТЕЗА:

Напишите гипотезу для этого расследования.

---

Ответ, зависящий от учащегося. Для этого исследования существует множество различных возможных гипотез. Пример: только некоторые материалы являются магнитными.

МАТЕРИАЛЫ И АППАРАТ:

• стержневые магниты
• бумага
• дерево
• пластик
• утюг
• алюминий
• сталь

МЕТОД:

1. Держите различные предметы близко к стержневому магниту (не касаясь), чтобы увидеть, притягиваются ли они к магниту.
2. Заполните таблицу, указав, притягиваются ли предметы к магниту.

Учащиеся должны заметить, что неметаллы не притягиваются к магнитам и что медь, даже если это металл, не притягивается.

Как разрушить магнит.

РЕЗУЛЬТАТЫ:

Заполните следующую таблицу.

Материал	Магнитный (ДА / НЕТ)
бумага
дерево
пластик
утюг
алюминий
сталь
медь

Материал	Магнитный (ДА / НЕТ)
Бумага	НЕТ
дерево	НЕТ
пластик	НЕТ
утюг	ДА
алюминий	НЕТ
сталь	ДА
медь	НЕТ

ВЫВОД:

Какие выводы можно сделать из результатов?

Не все материалы являются магнитными.Только некоторые металлы являются магнитными, например, железо.

Не все металлы притягиваются к магнитам. Те, которые притягиваются к магнитам, известны как магнитных материалов . Магнитных материалов очень мало. Это железо, никель и кобальт. Сплавы, в состав которых входят любые магнитные материалы, также могут притягиваться к магнитам. Сталь — это сплав, содержащий железо, поэтому сталь может притягиваться к магниту.

Сплав — это смесь металлов.

Итак, теперь мы знаем, что магнитные силы могут действовать на расстоянии, но могут ли они действовать, если на пути что-то есть? Давай выясним.

Магнитные силы — это неконтактные силы, которые могут действовать на расстоянии. Однако обычные магниты не обладают очень сильными магнитными полями. Чем дальше объект находится от магнита, тем слабее воспринимаемая сила. Магнит должен действовать через большинство веществ.Если объект, помещенный между магнитом и металлом, слишком толстый, то металл может находиться слишком далеко от магнита, чтобы испытать достаточно сильную силу. Это отсутствие притяжения происходит из-за силы магнитного поля, а не из-за «блокирующей» способности материала. В этом исследовании вы можете исследовать это, используя тонкий кусок дерева и толстый кусок дерева. Магнитное поле может действовать через тонкую древесину, что означает, что древесина не является «блокатором» магнитной силы. Таким образом, если толстая древесина препятствует притяжению скрепок, можно увидеть, что значение имеет расстояние между скрепками и магнитом, а не материал (дерево).

МАТЕРИАЛЫ:

• стержневые магниты
• бумага
• кусок дерева
• толстый кусок дерева
• фольга
• скрепки

ИНСТРУКЦИЯ:

Держите два северных полюса близко друг к другу.Что ты заметил?

---

Два полюса отталкиваются друг от друга. Есть «толкающая» сила.

Держите два южных полюса близко друг к другу. Что ты заметил?

---

Два полюса отталкиваются друг от друга.Есть «толкающая» сила.

Держите северный и южный полюсы близко друг к другу. Что ты заметил?

---

Два полюса притягиваются друг к другу. Между полюсами существует тянущая сила.

Положите скрепки на стол.

Попробуйте поднять скрепки магнитом, но поместите один из других материалов между магнитом и скрепками. Скрепки все еще притягиваются к магниту?

Магнит должен работать через любой из материалов, если они достаточно тонкие.Расстояние между магнитом и скрепками влияет на притяжение. Таким образом, тонкий кусок дерева не должен препятствовать притяжению, но более толстый кусок дерева будет держать скрепки достаточно далеко от магнита, чтобы сделать притяжение слишком слабым для захвата скрепок.

Попробуйте использовать разные материалы между магнитом и скрепкой.

ВОПРОСЫ:

Были ли какие-либо материалы, которые мешали магниту захватывать скрепки.

---

Единственный материал, который мог помешать магниту захватывать скрепки, — это толстый кусок дерева.

Что это действие говорит нам о природе магнитной силы?

---

---

Действует на расстоянии.Он сильнее всего ближе к магниту и слабее по мере удаления от магнита.

В последнем упражнении мы увидели, что одинаковые полюса отталкиваются друг от друга, а противоположные полюса притягиваются друг к другу. Мы также видели, что магнитная сила действует на расстоянии. Магнит не должен касаться чего-либо, чтобы приложить к нему силу. Итак, магнитная сила — это неконтактная или полевая сила.

Что такое силовое поле? Можем ли мы это увидеть? Давайте выясним, можно ли увидеть магнитное поле.

Что такое магнитное поле?

Железные опилки выравниваются по магнитному полю. Объясните учащимся, что железные опилки показывают поле в двух измерениях, но на самом деле поле находится вокруг магнита в трех измерениях.

МАТЕРИАЛЫ:

• стружка
• два стержневых магнита
• бумага

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Положите стержневой магнит на стол.
2. Положите бумагу на магнит.
3. Стряхните железные опилки на бумагу.
4. Пальцем медленно протолкните опилки вокруг магнита.
5. Обратите внимание на узор и нарисуйте его ниже.

Здесь показан узор вокруг стержневого магнита.

1. Снимите бумагу с магнита.
2. Поместите второй магнит рядом с первым так, чтобы разные полюса были обращены друг к другу.
3. Положите бумагу обратно на магниты.
4. Переместите железные опилки вокруг двух магнитов, особенно между магнитами.
5. Нарисуйте узор на пустом месте ниже.

Узор между двумя противоположными полюсами притягивает.

1. Снимите бумагу с магнита.
2. Переместите второй магнит так, чтобы те же полюса были обращены друг к другу.
3. Положите бумагу обратно на магниты.
4. Переместите железные опилки вокруг двух магнитов, особенно между магнитами.
5. Нарисуйте узор на пустом месте ниже.

Узор между двумя отталкивающими полюсами.

Как мы видели, можно визуализировать магнитное силовое поле вокруг магнита.Из нашей предыдущей деятельности мы знаем, что магнитная сила действует на расстоянии. Поле — это пространство вокруг магнита, в котором он может притягивать или отталкивать другой магнит.

В последнем упражнении железные опилки показали двумерное изображение поля, но на самом деле поле находится вокруг магнита в трех измерениях.

Магнитное поле вокруг подковообразного магнита.

Как нарисовать силовое поле? Шаблон, который вы видели с помощью своих магнитов, может быть представлен линиями поля .Линии поля используются, чтобы показать то, чего мы на самом деле не видим. Чем ближе линии поля расположены вместе, тем сильнее описываемое поле. Чем больше линий поля нарисовано, тем сильнее поле. Линии поля идут от северного полюса к южному полюсу. На следующей диаграмме показаны силовые линии вокруг стержневого магнита.

На следующих диаграммах показаны силовые линии между стержневыми магнитами, которые притягивают, и магнитами, которые отталкиваются.

Противоположные полюса притягиваются.

Подобно столбам отталкиваются.

Поле сильнее всего рядом с магнитом и ослабевает при удалении от магнита.

Знаете ли вы, что Земля похожа на стержневой магнит с Северным и Южным полюсами? У Земли есть магнитное поле. Вы можете представить себе магнитное поле Земли, как будто стержневой магнит проходит через ядро ​​с южным полюсом магнита под северным полюсом Земли. Никто не знает наверняка, но теория состоит в том, что сверхгорячее жидкое железо в ядре Земли движется по схеме вращения, и эти силы вращения приводят к слабым магнитным силам вокруг оси вращения Земли.

У Земли есть магнитное поле, как если бы через ядро ​​проходил большой стержневой магнит, южный полюс которого находился под северным магнитным полюсом Земли.

Где истинный Северный полюс.

Вот почему мы можем использовать компасы, чтобы определять направление. Компас для черчения имеет иглу с маленьким магнитом. Стрелка указывает на магнитный север, потому что маленький магнит притягивается к противоположному магнитному полю и может использоваться для определения направления.

Компас со стрелкой, указывающей на север.

Южное сияние также называют Северным сиянием, а Северное сияние — Северным сиянием.

Слышали ли вы раньше о Южном или Северном сиянии? Вы знаете, как происходит это явление?

Южное сияние, вид с Международной космической станции.

Заряженные частицы вылетают с поверхности Солнца и движутся во всех направлениях.Когда заряженные частицы достигают Земли, некоторые из них захватываются магнитным полем Земли в областях космоса вокруг земной атмосферы, называемых поясами. Иногда заряженные частицы покидают пояса и по спирали вдоль силовых линий магнитного поля к магнитным полюсам, где они входят в атмосферу Земли. Затем они взаимодействуют с частицами атмосферного газа, создавая красивые световые шоу.

Что вызывает северное сияние?

Некоторые жидкости также могут намагничиваться в присутствии сильного магнитного поля.Их называют феррожидкостями.

Пример феррожидкости, жидкости, которая может намагничиваться в магнитном поле.

Магнитная жидкость (видео).

Электростатические силы

Вы помните, как узнали о статическом электричестве в гр. 8? Давайте сделаем небольшое упражнение, чтобы пересмотреть некоторые из уже известных нам концепций.

Хотя эти эксперименты проводились в Gr.8, важно, чтобы учащиеся повторили их снова в качестве упражнения. Это поможет им понять, как работают электроскоп и генераторы Ван де Граафа.

Вы также можете выполнять это задание, используя пластиковую расческу, а не воздушные шары. В противном случае вы можете использовать листы бумаги вместо волос учащегося, поскольку не все волосы будут вести себя следующим образом.

МАТЕРИАЛЫ:

• воздушные шары (или пластиковая расческа)
• стеклянный стержень
• кусок трикотажа (шерсть)
• Стержень ПВХ
• пластиковая линейка
• листочки бумаги
• водопроводный кран

ИНСТРУКЦИЯ:

Надуйте воздушный шарик и завяжите его, чтобы воздух не выходил.

Держите воздушный шар на небольшом расстоянии от волос. Что ты заметил?

---

Потрите волосы воздушным шариком.

Теперь держите воздушный шар на небольшом расстоянии от волос.Что ты видишь?

---

Волосы должны «подняться» и прилипнуть к шарику.

Затем держите стеклянный стержень над небольшими листками бумаги. Что ты заметил?

---

Потрите стеклянную палочку трикотажным полотном.

Держите стеклянный стержень над листами бумаги. Что ты заметил?

---

К стеклянному стержню приклеиваются кусочки бумаги.

Снова протрите стеклянный стержень трикотажным полотном.

Откройте кран, чтобы потекла тонкая струйка воды.

Поднесите стеклянный стержень к струе воды. Что ты заметил?

---

Струя воды наклоняется к стеклянному стержню.

ВОПРОСЫ:

Что вы сделали, чтобы волосы прилипли к шарику?

---

Сильно протереть шариком.

Что произойдет, если натереть стеклянный стержень трикотажным полотном?

---

---

Электроны переходят от стеклянного стержня к трикотажному полотну из-за трения.Стеклянный стержень заряжается положительно, а шерсть — отрицательно.

Почему стеклянный стержень привлек поток воды?

---

---

Вода имеет положительный и отрицательный заряды.Отрицательные заряды притягивались к положительно заряженному стержню.

Давайте рассмотрим пример расчесывания волос более подробно, чтобы понять, что происходит. Вы прижали пластиковую расческу к поверхности волос. Когда две поверхности трутся друг о друга, между ними возникает трение . Трение между двумя поверхностями может вызвать перенос электронов с одной поверхности на другую.

Чтобы понять, как могут передаваться электроны, нам нужно вспомнить, что мы узнали о структуре атома.

Где в атоме расположены электроны?

---

Электроны расположены в пространстве вокруг ядра.

Какой заряд у протона?

---

Какой тип заряда у электрона?

---

Какой заряд у нейтрона?

---

Нейтроны не заряжаются.Они нейтральны.

Атом удерживается вместе за счет электростатического притяжения между положительно заряженным ядром и отрицательно заряженными электронами. Внутри атома электроны, расположенные ближе всего к ядру, удерживаются сильнее всего, в то время как более удаленные испытывают более слабое притяжение.

Обычно атомы содержат одинаковое количество протонов и электронов. Это означает, что атомы обычно нейтральны, , потому что у них одинаковое количество положительных и отрицательных зарядов, поэтому заряды уравновешивают друг друга.Все объекты состоят из атомов, и поскольку атомы обычно нейтральны, объекты также обычно нейтральны.

Однако, когда мы трём две поверхности друг о друга, например, когда вы расчесываете волосы или трут воздушный шар о волосы, трение может вызвать перенос электронов от одного объекта к другому. Помните, что протоны закреплены в ядре и не могут передаваться между атомами. Между атомами могут передаваться только электроны. Некоторые объекты отдают электроны легче, чем другие.Посмотрите на следующую диаграмму, которая объясняет, как это происходит.

Какой объект отказался от части своих электронов на диаграмме?

---

У этого объекта теперь больше положительных или отрицательных зарядов?

---

В нем больше положительных зарядов.

Какой объект получил электроны на диаграмме?

---

У этого объекта теперь больше положительных или отрицательных зарядов?

---

В нем больше отрицательных зарядов.

Когда у объекта больше электронов, чем протонов, мы говорим, что объект заряжен отрицательно .

Когда у объекта меньше электронов, чем протонов, мы говорим, что объект заряжен положительно .

Помните, что движутся только внешние электроны, а не протоны, расположенные в ядре атома.

Взгляните на следующие диаграммы, которые это иллюстрируют.

Теперь мы понимаем перенос электронов, который происходит в результате трения между объектами. Но как это привело к тому, что ваши волосы встали дыбом, когда вы подносили заряженный шар близко к волосам в последнем упражнении? Давайте посмотрим, что происходит, когда соединяются противоположно заряженные объекты.

Это забавная демонстрация того, как одинаковые заряды отталкиваются, а разные заряды притягиваются друг к другу.Если у вас достаточно материалов, позвольте учащимся попробовать это самостоятельно. Если у вас недостаточно материалов, сделайте это в качестве демонстрации, но дайте учащимся возможность немного поиграть.

Сначала выполните это упражнение несколько раз, чтобы убедиться, что у вас правильный метод. Помните, что стержни очень легко случайно заземлить, поэтому работайте осторожно. Лучше всего это подойдет в сухой день. Это будет зависеть от района, в котором вы живете.

На семинаре-мозговом штурме с преподавателями-добровольцами и учеными в начале 2013 года мы сняли быструю демонстрацию этой задачи, когда группа ее обсуждала.Вы можете просмотреть этот короткий клип здесь: bit.ly/1fFbbbJ

МАТЕРИАЛЫ:

• 2 изогнутые очки для часов
• 2 стержня из плексигласа
• ткань: шерсть или нейлон
• пластиковый стержень
• маленькие кусочки рваной бумаги

ИНСТРУКЦИЯ:

1. Положите на стол стакан для часов вверх дном.
2. Уравновесите второе часовое стекло вертикально на первом часовом стекле.
3. Тряпкой энергично потрите один из стержней из плексигласа.
4. Уравновесите стержень из плексигласа по верхней части стекла часов.
5. Тщательно протрите второй стержень из плексигласа той же тканью.
6. Поднесите второй стержень из плексигласа к стороне первого заряженного стержня из плексигласа. Что вы видите?

Второй стержень из плексигласа должен отталкивать первый, поскольку у них одинаковые заряды, поэтому учащиеся должны видеть, как второй стержень «толкает» первый по кругу.

Возможно, вам придется снова потереть первый стержень из плексигласа в перерывах между попытками, поскольку заряд все же рассеивается.

1. Повторите упражнение, но вместо второго стержня из плексигласа используйте пластиковый стержень. Что вы видите?

У стержней теперь есть противоположные заряды, поэтому должно быть видно, что второй стержень «тянет» другой стержень по кругу.

1. Затем поднесите натертый стержень к маленьким кусочкам оторванной бумаги на столе. Что вы наблюдаете?

Учащиеся должны уметь поднимать листы бумаги заряженной палкой.

ВОПРОСЫ:

Что произошло, когда вы приблизили вторую стержень из плексигласа к первому стержню из плексигласа?

---

---

Когда стержни одинаковые (т.е. оба плексигласа), то первый стержень должен отойти от второго, и верхнее часовое стекло повернется по кругу.

Что произошло, когда вы поднесли пластмассовый стержень к первому стержню из плексигласа?

---

---

При использовании двух разных материалов первый стержень должен двигаться к пластиковому стержню, а стекло часов поворачивается по кругу к пластиковому стержню.

Что произошло, когда вы поднесли пластиковый стержень к листам бумаги?

---

Листы бумаги были притянуты к стержню.

Когда мы натирали плексигласовые стержни тканью, электроны переходили с плексигласа на ткань.Какой заряд теперь у стержней из плексигласа?

---

Теперь оба стержня из плексигласа имеют одинаковый заряд . Вы заметили, что предметы с одинаковым зарядом имеют тенденцию отталкиваться друг от друга? Мы говорим, что они отталкивают друг друга . Это электростатическая сила отталкивания.

Когда мы натирали пластиковый стержень тканью, электроны переходили с ткани на пластиковый стержень. Какой заряд теперь у пластикового стержня?

---

У стержня из плексигласа и пластикового стержня теперь зарядов напротив .Вы заметили, что предметы с разным зарядом стремятся сблизить друг друга? Мы говорим, что их притягивают друг к другу . Это электростатическая сила притяжения.

Как и в случае с гравитационной и магнитной силой, расстояние между заряженными объектами влияет на силу электростатической силы. Чем ближе заряженные объекты, тем сильнее сила. Чем больше заряжены предметы, тем сильнее электростатическая сила между ними.

Мы наблюдали фундаментальное поведение зарядов.В итоге можно сказать:

• Если два отрицательно заряженных объекта приблизить друг к другу, они будут отталкиваться друг от друга.
• Если два положительно заряженных объекта приблизить друг к другу, они будут отталкиваться друг от друга.
• Если положительно заряженный объект приблизить к отрицательно заряженному, они будут притягиваться друг к другу.

Помните, одинаковых зарядов отражают , а противоположных зарядов притягиваются.

Противоположности притягиваются и подобно отталкиваются (видео)

Вы когда-нибудь задумывались, откуда берутся молнии? Продемонстрируем электростатическую искру.

Это необязательное действие , добавочный номер . Генератор Ван де Граафа можно использовать для самых разных веселых занятий. Вы можете использовать его для объяснения различных концепций статического электричества.Есть несколько веб-сайтов с идеями и предложениями для забавных мероприятий и видео демонстраций, например этот: http://www.nationalstemcentre.org.uk/elibrary/resource/2088/van-de-graaff-generator

[ссылка]

Цель этого упражнения — показать, как образуются искры, чтобы вы могли продолжить объяснение того, как работает молния. Если у вас нет генератора Ван-де-Граафа, используйте видеоклип (например, этот, представленный в поле для посещения) из Интернета.

Большие искры, маленькие искры.

МАТЕРИАЛЫ:

ИНСТРУКЦИЯ

Поднесите небольшой металлический шар к генератору. Что ты видишь?

---

Учащиеся должны увидеть искру между генератором и земным шаром.

Генератор Ван де Граафа.

Вы видели искры? Генератор Ван де Граафа можно использовать для демонстрации эффектов электростатического заряда. Большой металлический купол наверху заряжается положительно при включении генератора. Когда купол заряжен, его можно разрядить, поднеся к куполу еще одну изолированную металлическую сферу.Электроны прыгнут на купол с металлической сферы и вызовут искру.

Фундаментальная идея использования трения в машине для генерации заряда восходит к 17 веку, но генератор был изобретен Робертом Ван де Грааффом только в 1929 году в Принстонском университете.

Как эта маленькая искра связана с мощным ударом молнии?

Молния — это огромный электростатический разряд.

Как выжить при ударе молнии.

Во время грозы облака заряжаются. Трение между облаками и влажность в облаках заставляют облака заряжаться. Нижняя часть облаков (ближайшая к земле) становится отрицательно заряженной, а верхняя часть облака становится положительно заряженной. Когда накопление заряда становится слишком большим, электроны перемещаются из нижней части облака к земле, где они «заземляются». Передача энергии огромна и приводит к очень яркому свету, теплу и звуку.Вспышка молнии — это массивный разряд между заряженными областями внутри облаков или между облаками и Землей. Удар грома, который мы слышим, — это движение воздуха в результате движения электронов.

Молния чрезвычайно опасна. Если электроны движутся через человека на пути к земле, то большое количество энергии причиняет значительный ущерб. Этот человек может получить серьезные травмы или даже смерть.

В Южной Африке один из самых высоких показателей в мире по количеству ударов молний.

Какие меры предосторожности мы должны предпринять во время грозы? Молния может ударить далеко от дождя, тень бури. Это означает, что даже если гроза кажется далеко, все равно лучше принять меры предосторожности. Самое безопасное место во время грозы — это в помещении. Держитесь подальше от окон и металлических предметов. Если вы не можете попасть внутрь, не стойте рядом с высокими объектами или металлическими объектами, потому что при ударе молнии она обычно поражает самый высокий объект в этом районе.Если вы путешествуете в машине во время шторма, оставайтесь в машине, пока шторм не утихнет.

Ракетных воздушных шаров — Science Friday

Фотография # KSC-01PP-0439, космический шаттл Discovery NASA

Ракетная техника существует уже сотни лет. Хотя технология значительно улучшилась и существует множество методов запуска ракеты, простая наука, лежащая в основе ракет, всегда оставалась неизменной. Чтобы запустить ракету, какая-то сила должна толкнуть ее вперед. Сила — это сила толкания или тяги объекта.Механическая сила, которая толкает ракету или самолет в воздухе, известна как тяга , . В этом эксперименте вы создадите ракету на воздушном шаре, которая приводится в движение давлением. Давление — это сила, прилагаемая к области.

Когда вы надуваете воздушный шар, вы наполняете его частицами газа. Частицы газа свободно перемещаются внутри баллона и могут сталкиваться друг с другом, оказывая давление на внутреннюю часть баллона. По мере того, как в баллон добавляется больше газа, количество частиц газа в баллоне увеличивается, а также количество столкновений.Хотя сила столкновения одной частицы газа слишком мала, чтобы ее можно было заметить, общая сила, создаваемая всеми столкновениями частиц газа внутри воздушного шара, является значительной.

По мере того, как количество столкновений внутри воздушного шара увеличивается, увеличивается и давление внутри воздушного шара. Кроме того, давление газа внутри баллона становится больше, чем давление воздуха вне баллона. Когда вы открываете отверстие баллона, газ быстро выходит, чтобы уравнять давление внутри с давлением воздуха за пределами баллона.Выходящий воздух оказывает давление на сам воздушный шар. Воздушный шар отталкивается в соответствии с третьим законом движения Ньютона. Эта противодействующая сила — в данном случае — тяга — продвигает ракету вперед.

Методика эксперимента

По мере того, как учащиеся проводят эксперимент, предложите им определить независимые, зависимые и контролируемые переменные, а также указать, существует ли контрольная установка для эксперимента. (Подсказка: при изменении количества газа в воздушном шаре изменяется расстояние, на которое проходит ракета?)

© Химический образовательный фонд

1. Привяжите один конец веревки к стулу, дверной ручке или другой опоре.
2. Проденьте другой конец бечевки через соломинку. Затем затяните шнур и привяжите его к другой опоре в комнате.
3. Надуйте воздушный шар и ущипните его за конец, чтобы воздух оставался внутри. Не завязывайте воздушный шар.
4. Прикрепите баллон к соломке липкой лентой так, чтобы отверстие баллона находилось горизонтально по отношению к земле.
   Для этого вам могут понадобиться два ученика: один, чтобы удерживать воздух внутри воздушного шара, а другой, чтобы прикрепить воздушный шар к соломке.
5. Удерживая отверстие воздушного шара закрытым, один ученик должен полностью оттянуть воздушный шарик до конца веревки (стартовой линии) так, чтобы отверстие воздушного шара находилось напротив одной опоры.Попросите другого ученика использовать маркер, чтобы нарисовать финишную черту возле другого конца веревки.
6. Отпустите воздушный шарик и посмотрите, как он движется по струне .
7. Затем предложите учащимся протестировать различные методы транспортировки «груза» через веревку к финишу.

Сбор данных

Попросите учащихся записывать данные в свои научные тетради. Что произошло, когда воздушный шар открылся и газ вышел? Если они рассчитали время, сколько времени нужно, чтобы ракета пересекла финишную черту? Попросите учащихся ответить на вопросы в листе с заданиями (или на ваши собственные), чтобы направить процесс.

Этот урок и упражнение являются частью отмеченного наградой Chemical Educational Foundation® (CEF) руководства по занятиям You Be The Chemist® , бесплатного ресурса для преподавателей и родителей, которые хотят познакомить учащихся с концепциями химии и естествознания в увлекательной форме. практическая манера. В руководствах содержится около 1000 страниц планов уроков, научных материалов и листов с заданиями для учащихся K — 8 классов. Загрузите руководства бесплатно на сайте www.chemed.org/ybtc/guides/. Другие программы CEF — это You Be The Chemist Challenge® (национальное академическое соревнование для учащихся 5–8 классов) и You Be The Chemist® Essential Elements (семинары по повышению квалификации для преподавателей).В 2014 году CEF отмечает свое 25-летие. Узнайте больше на www.chemed.org.

Ссылки по теме

Из этого видео «Научная пятница» узнайте, как 18-летний Рауль Оайда прикрепил шаттл LEGO, видеокамеру и GPS-трекер к огромному гелиевому шару и отправил их в космос:

Хотите узнать больше о космических полетах? Послушайте наши вопросы и ответы с астронавтами Доном Петтитом и Джеффри Хоффманом:

Образовательные стандарты

В этом уроке используются как Измерение 1: Научная и инженерная практика, так и Измерение 2: Пересекающиеся концепции из «Основы естественнонаучного образования», установленного в качестве руководства для обновленных Национальных стандартов естественнонаучного образования.Кроме того, в этом уроке рассматриваются следующие основные дисциплинарные идеи из этой структуры:

PS2.A: Силы и движение
PS2.C: Устойчивость и нестабильность в физических системах
PS3.C: Взаимосвязь между энергией и силами
ETS1.A: Определение и определение границ инженерной проблемы (см. Анализ и заключение)
ETS1.B : Разработка возможных решений (см. Анализ и заключение)
ETS1.C: Оптимизация проектного решения (см. Анализ и заключение)
ETS2.A: Взаимозависимость науки, техники и технологий (см. Анализ и заключение)

Формулы и уравнения

Законы движения Ньютона сыграли ключевую роль в понимании человеком Вселенной.

• Первый закон движения Ньютона (Закон инерции) гласит: Каждый объект в состоянии равномерного движения имеет тенденцию оставаться в этом состоянии движения, если к нему не приложена внешняя сила.
• Второй закон движения Ньютона гласит: Ускорение (a) объекта, создаваемое чистой силой, прямо пропорционально величине чистой силы (F) в том же направлении, что и результирующая сила, и обратно пропорционально массе (м) объекта.Эта связь описывается уравнением: F = ma.