Физика в спорте. Автор: Мартьянова Анастасия. Работа №440094

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №1 Имени Героя Советского Союза П.И. Чиркина г. Калининска Саратовской области»

 

 

 

 

 

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

 

Физика в спорте

 

 

 

 

 

Работу выполнила: Мартьянова Анастасия Михайловна

ученица 11 «б» класса

Руководитель: Нугаева Наталья Владимировна

Учитель: Круглова Марина Викторовна

 

 

г. Калининск 2024

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Наука -это спорт, гимнастика ума

доставляющая мне удовольствие»

Альберт Эйнштейн

Введение

 

Актуальность темы: С момента прошедших зимних олимпийских игр возросла любовь к спорту и желания им заниматься в не сколько раз , в которых спортсмены показывают высокие результаты и устанавливают новые рекорды. Российские спортсмены это те люди на которых надо равняться стремиться, несмотря на все сложности, которые возникали у наших спортсменов они занимали, вырывали медали в честной борьбе. Для получения высоких достижений в спорте важны все качества не только сила, воли, выносливость, упорные тренировки, но и важным фактором является знания физики.

Цель проекта: Ознакомиться с зимними видами спорта со стороны физических процессов, явлений и увеличить мотивацию учеников к изучению предмета физики и применить итоги проекта для увеличение спортивных достижений среди учащихся.

Задачи:

Найти

информацию

о взаимодействии физики и спорта.

Изучить

информацию

для того чтобы сделать проект.

Привести примеры взаимодействия

физики со спортом

.

Провести опрос

.

Сделать выводы о проделанной работе

.

 

Методы исследования:

Приведение в единую систему теоретического материала, обобщить накопленный материал, изучить и провести анализ научной литературы и других источников информации по проблеме исследования

Проведение и обработка анализируемых анкетных данных

Проведение анализа деятельности

Разъяснение графических данных

Подготовить презентации к этапу защиты

Защита проекта

 

Гипотеза:

Если мы возьмем знания из уроков физики, то можно объяснить множество физических процессов, которые проявляются в зимних видах спорта, и с успехом сможем применить их в спортивных соревнованиях и улучшить свои результаты с помощью знаний физики.

На первый взгляд, казалось бы, что может быть общего между физикой и физической силой, возможностями и успехом. Начнем с того что общее у них все же есть и это не только один корень. Если углубиться в размышления взаимосвязи спорта и физики, то они взаимосвязаны, а спорт без физики бессилен. Ведь что бы быстро бегать, высоко прыгать, хорошо плавать и кататься на лыжах без знаний физики не обойтись это основной инструмент спортсмена. Из личного опыта могу сказать, что все хорошие лыжники хорошо знают и сдают физику, так как физика и спорт взаимосвязаны.

В настоящем мире планка спортивных достижений стала очень высокой, что одной лишь физической подготовки и данным спортсмену тяжело достичь высокого результата.

Каждый спортсмен и каждый тренер в курсе того, что знание и применение физики на тренировках и на соревнованиях позволяют достичь высоких достижений. Но меня больше интересуют влияние физических явлений на зимние виды спорта, так как я сама занимаюсь лыжным видом спорта.

 

История

 

Пред началом нашей работы хотелось бы вепревую очередь рассказать немножко об истории. История спота в России начинается с 1889 года, когда устроили чемпионат на льду «Петровки» по конькобежному спорту, это был первый чемпионат в России. Скорее всего, отсюда и пошла любовь к зимним видам спорта, так как история соревнований российского спорта начинается именно с зимних видов. В это же время создаются спортивные школы. Начинают свое зарождение многие виды спорта. А к 1910 году были созданы конькобежные , лыжные и другие лиги. Развитие спорта набирает обороты.

Дореволюционный период до 1917. В этот период в России физическая культура развивалась преимущественно в сфере военного дела и спорта. Училища, академии и спортивные клубы стали центрами развития физической подготовки и спорта. Распространенными видами спорта были бокс, фехтование, гимнастика, легкая атлетика и многие другие. Советский период 1917-1991. В советском периоде физическая культура считалась важной частью государственной политики. Физическая подготовка и спорт стали доступными для всех слоев населения. Создавались массовые спортивные организации, проводились специальные мероприятия для общества, развивались школьные и студенческие спортивные клубы. Современный период с 1991. С развалом Советского Союза и переходом к рыночным реформам физическая культура стала меняться. В России начали развиваться фитнес-индустрия, частные спортивные клубы, появились новые виды спорта. Физическая культура и спорт сохраняют свою важность и становятся доступными для широкого круга людей, как для профессионалов, так и для любителей.

Дальнейшее развитие спорта зависит от нас вами, сможем ли мы учесть ошибки былых лет и постараться их не допускать. В этом я думаю, нам поможет такая наука как физика. Она поможет нам достичь высоких результатов, а также облегчить нагрузку на организм избежать необдуманных травм, сэкономить время усилия и здоровье.

Взаимосвязь физики со спортом

Физика имеет глубокую взаимосвязь со спортом, так как она изучает законы и принципы, лежащие в основе физических явлений, и спорт основывается на этих законах и принципах. Вот несколько примеров этой взаимосвязи:

Динамика и механика. Физика изучает движение тел и силы, воздействующие на них. Это позволяет понимать, как тело взаимодействует с внешними силами при выполнении спортивных движений. Знание принципов динамики и механики позволяет спортсменам оптимизировать свои движения и улучшить результаты.

Кинематика. Изучая кинематику, физика помогает понять основные характеристики движения, такие как скорость, ускорение, траектория. Это важно для разработки эффективных тренировочных программ и стратегий в спорте.

Биомеханика. Физика занимается изучением механических свойств и функций живых систем. Биомеханика применяет принципы физики к изучению движений в спорте, позволяя анализировать и оптимизировать спортивные техники.

 

Энергетика.  Физика изучает преобразование энергии и её законы сохранения. Энергетические процессы играют важную роль в спорте, так как они обеспечивают движение и выполнение физических упражнений. Спортсмены используют знания физики, чтобы эффективно расходовать энергию и улучшать выносливость.

Аэродинамика и гидродинамика. Физика изучает движение воздуха (аэродинамика) и движение жидкостей (гидродинамика). В спорте эти принципы применяются, например, в лыжных гонках и плавании, где знание аэродинамики и гидродинамики помогает оптимизировать форму тела и движения.

Это лишь несколько примеров тесной взаимосвязи физики со спортом. Физические принципы и законы играют важную роль в понимании и совершенствовании спортивных достижений.

Давление на опору

Весьма интересно и содержательно. Оно обращает внимание на важный аспект влияния площади опоры на проваливание в снег при использовании лыж. Вот несколько ключевых моментов, которые можно выделить из ваших наблюдений:

Распределение веса и площадь опоры: Исследование показывает, что распределение веса человека на снеге зависит от площади опоры. Лыжник, благодаря большой площади лыжи, распределяет свою тяжесть более равномерно, что уменьшает давление на опору. Человек во врея ходьбы опирается на обувь, и вся его тяжесть вдавливается в снег узкие подошвы.

Влияние длины лыжи: Эксперимент с разной длиной лыжи подчеркивает, что увеличение длины лыжи ведет к уменьшению давления на опору. Это связано с увеличением площади опоры, что, как утверждается, уменьшает глубину погружения в снег.

Рекомендации: Вывод исследования предостерегает о том, что для уменьшения проваливания в снег на лыжах следует выбирать лыжи с большей площадью опоры, учитывая при этом массу тела. Это может быть важной информацией для тех, кто занимается лыжным спортом.

Практическое применение: Исследование предоставляет практическую информацию для выбора лыж с учетом параметров, связанных с проваливанием в снег. Это может быть полезно для лыжников разного уровня подготовки.

Эти результаты являются важным вкладом в понимание физических аспектов лыжного спорта и могут быть использованы как рекомендации при выборе оборудования для зимних видов спорта.

№

Ф.и.о. учеников

Масса тела

Длина  лыж

(см)

Ширина лыж

(см)

Глубина проваливания в снег

(см)

1

Аляева Алина

53

180

4,3

14

 

 

 

170

4,3

16

2

Мартьянова Анастасия

49

180

4,3

12

 

 

 

170

4,3

16

3

Чичерина Дарья

60

180

4,3

2

 

 

 

170

4,3

5

4

Тимербулатов Динар

70

198

4,3

16

 

 

 

180

4,3

17

 

 

Физика и спорт

 

Каждый человек знает, какое важное место занимает спорт в нашей жизни. От малого до великого на разных уровнях подготовки в независимости пола расы все занимаются им кто раз в недельку кто раз в месяц, а кто-то на постоянной основе. Но на пути к хорошему результату стоят преграды тех или иных физических явлений и закономерностей.

Физика поможет нам на разных уровнях подготовки может помочь в освоение спорта и достижение новых высот. Вы спросите чем? Тем что физика облегчает физические нагрузки на организм, тем самым экономит время, усилия и здоровье, полезно, кстати, для начинающих не сразу выполнять нагрузка олимпийцев, а достигать, постепенно давая нагрузку по нарастающей, а пред началом изучить физические явления, связанные с тем спортом, который вас заинтересовал.

Лыжи

 

Спорт и науки друг без друга, в том числе и физике бесполезны и бессильны.

Докажем эту мысль, на основе бегах на лыжах.

Что нужно спортсмену что бы достичь высоких результатов ?

Физические Параметры и Выносливость: Для достижения выдающихся результатов в беге на лыжах спортсмену необходимы не только оптимальные физические данные, но и высокая выносливость. Физические законы, такие как законы динамики, формируют основу тренировочных программ и помогают оптимизировать уровень выносливости.

Экипировка и Физические Процессы: Экипировка играет ключевую роль в достижении успеха. Здесь вступает в силу физика сопротивления воздуха и сил трения. Понимание, как минимизировать эти силы, влияет на выбор материалов для лыж и создание формы, способствующей максимальной гладкости движения.

Техники Катания и Знание Физических Процессов: Умение применять различные техники катания в зависимости от ситуации требует знания физических процессов. Например, владение техникой связано с пониманием, как силы воздуха воздействуют на лыжи, и как эти силы могут быть управляемыми.

Индивидуальный Подход и Физическая Адаптация: Уникальность спортсмена заключается в том, как он адаптирует свое тело к физическим параметрам и условиям. Индивидуальный подход к физическим требованиям бега на лыжах требует понимания своего тела как физической системы, подчиненной законам физики.

Для наилучших результатов в лыжных гонках необходимо учитывать сопротивление воздуха и силы трения. Когда лыжи хорошо скользят, то лыжники говорят катят как по маслу. Что думает по этому поводу физика?

Сила трения скольжения маленькая и лыжи благодаря этому хорошо скользят. Сила трения скольжения- это сила возникающая между соприкасающиеся телами при относительном движении. Сила трения зависит от силы реакции опоры, от материалов трущихся поверхностей (материал лыж, какая структура) от скорости относительного движения .

Как спортсмены добиваются наилучшего скольжения ?

Уменьшают силу трения. Силу трения можно уменьшить с помощью смазки. Сила трения скольжения - это сила, возникающая между соприкасающимися телами при относительном движении, и равна максимальной силе трения: Fтр. = m*N. Можно выделить смазки, которые сами лыжи выделяют при скольжению по снегу преодолевая силы трения, выделяя тепло образуя тончайшей пленки воды, снег немножко подтаивает и создает пленку «смазку» уменьшая силу трения и второй тип мазки уже наносимый на структуру лыж на носимый на структуру лыж делаться еще на два типа:

Мази скольжения (парафин) для лучшего скольжения и увлечение скорости.

Мази держания для увеличения сцепления со снегом.

Сила тяжести, действующая на тело лыжника, ориентирована отвесно и направлена к общему центру тяжести (ОЦТ). На плоской поверхности эта сила прижимает лыжи к снегу.

Однако, на склонах сила тяжести разбивается на две компоненты: перпендикулярную к склону PN (сила давления) и параллельную склону PQ (касательная сила). Эти компоненты изменяют свою величину в зависимости от крутизны склона. С увеличением крутизны склона нормальная составляющая уменьшается, в то время как касательная увеличивается.

Данная формула действительно описывает силу инерции, которая возникает при изменении скорости тела. Сила инерции возникает вследствие инертности тела и стремится сохранить его текущее состояние движения.

Fин=m*a

силы инерции при ходьбе на лыжах и спусках с горы на лыжах помогает улучшить технику и производительность. Кроме того, правильное использование сил инерции может помочь уменьшить усталость мышц и повысить устойчивость на лыжах.

При движении лыжника вниз силы инерции направлены вперед и вниз, что помогает уменьшить действие веса тела на лыжи и тем самым уменьшить трение лыж по снегу.

Во время торможения силы инерции также направлены вперед, вызывая противодействие движению и помогая остановиться.

При повороте лыжника силы инерции направлены в сторону, противоположную центростремительному ускорению, что помогает поддерживать тело в наклоне, и обеспечивает равновесие при повороте.

Учет влияния силы сопротивления воздуха является фундаментальным аспектом для лыжников, поскольку понимание этого явления позволяет им оптимизировать свои движения и позы для достижения максимальной скорости и контроля над лыжами. Это знание играет ключевую роль в повышении производительности спортсменов во время соревнований и тренировок, обеспечивая возможность достижения более высоких результатов.

Использование сопротивления воздуха имеет особое значение в прыжках на лыжах. Лыжник, улучшая аэродинамические свойства своего тела в полете, снижает лобовое сопротивление и увеличивает подъемную силу. Это позволяет ему максимально эффективно использовать воздушное пространство для выполнения более дальних и эффективных прыжков.

Действительно, сопротивление воздуха может создавать значительные трудности для лыжника, особенно при спуске по склону. Однако существуют меры, которые можно принять, чтобы уменьшить это сопротивление. Например, изменение высоты стойки и использование специальной техники могут помочь улучшить аэродинамические характеристики тела спортсмена и снизить силу сопротивления.

Когда скорость попутного ветра равна скорости лыжника, возникает интересный эффект, который позволяет минимизировать воздействие сопротивления воздуха. Этот момент можно использовать в свою пользу, чтобы увеличить скорость движения без лишнего сопротивления.

Однако не стоит забывать, что управление силами сопротивления воздуха требует не только изменения положения тела или использования "попутного ветра", но также особой техники и тренировок, направленных на минимизацию аэродинамического сопротивления в различных условиях.

 

Спортсмены вместе с учеными научились создавать специальные лыжные мази. В настоящее время существует огромное количество лыжных мазей и их применение.

Для того, что бы стать чемпионом в лыжных гонках нужна огромная выносливость, упорные тренировки, лучшая экипировка и знать и применять физические законы.

 

 

Фигурное катание

 

Фигурное катание - это спортивная дисциплина, которая включает в себя комбинацию физических, аэробных и акробатических элементов. В этом виде спорта участвуют атлеты, которые демонстрируют высокий уровень координации, гибкости, силы и баланса.

Фигурное катание требует от спортсменов высокой степени точности и техники при выполнении каскадов, прыжков, вращений и других элементов программы. В этом спорте также важна эстетика движений и выражение эмоций через танцевальные движения.

В фигурном катании физические законы играют важную роль. Например, законы механики оказывают влияние на выполнение прыжков и вращений, а аэродинамические принципы помогают понять, как создать оптимальное сопротивление воздуха во время движений.

Кроме того, тренировочный процесс фигуристов включает в себя физическую подготовку, чтобы улучшить выносливость, силу и гибкость. Это важно для того, чтобы спортсмены могли безопасно и эффективно выполнять сложные элементы программы и предотвращать травмы.

Во время движения фигуриста, когда коньки соприкасаются с льдом, возникает сила трения скольжения.

Трение - это явление, возникающее при соприкосновении двух тел и препятствующее их относительному движению. В данном случае, сила трения скольжения представляет собой важное взаимодействие между коньками и льдом, которое влияет на движение фигуриста. Эта сила трения позволяет фигуристу контролировать свое движение и выполнять сложные фигуры на льду.

Лед - это твердое вещество, и его молекулы обладают низкой подвижностью. Однако, на поверхности льда молекулы оказываются гораздо подвижнее, чем внутри материала. Поверхность льда более подвижна и свободна, что делает ее похожей на жидкость. Это свойство льда обеспечивает отличное скольжение коньков по его поверхности и позволяет фигуристам выполнять грациозные движения.

Законы физики также играют важную роль в создании идеального катка. Для создания ровной поверхности катка важно начинать заливать воду с его краев, что способствует более равномерному замерзанию льда. Кроме того, разливать воду в тонких слоях, которые быстрее застывают, также способствует созданию идеального ледяного полотна.

Таким образом, физика играет важную роль в понимании и улучшении навыков фигуристов, а также в создании условий для их выступлений на катке. Физические законы, такие как закон инерции, объясняют различные аспекты движения на льду и помогают фигуристам достичь выдающихся результатов. Физика незаменимый друг фигуристов. В этом можно убедиться, говоря о силе трении, скольжении, взаимодействии тел, первого закона Ньютона- закона инерции.

Хоккей

Хоккей всегда привлекал внимание своей захватывающей и динамичной природой, представляя собой жесткую и быструю игру. Зародившись на замерзших озерах Канады, этот вид спорта сегодня перешел в закрытые помещения, где профессиональные хоккеисты сражаются на искусственном льду.

Одним из ключевых элементов хоккейного мастерства являются силовые приемы, направленные на отбор шайбы у соперника. В результате таких приемов игроки сталкиваются, отскакивая в стороны под воздействием контакта. Энергия, передаваемая от одного спортсмена к другому, заставляет их перемещаться в направлении приложенной силы.

Когда игроки сталкиваются с бортом, происходит отскок, добавляя элемент непредсказуемости в игру. Иногда столкновения на льду происходят с высокой скоростью, и игроки разлетаются в разные стороны, что создает впечатляющие моменты динамичной борьбы.

Эти уникальные характеристики хоккея не только придают ему особое влечение, но и требуют от участников высокого уровня физической подготовки и мастерства в использовании силы в игре. Это делает хоккей не только интересным для зрителей, но и вызывающим восхищение своей динамикой и сложностью исполнения.

Благодаря специальной методике выпуска шайбы, хоккеисты умело используют возможности упругой деформации клюшки, что помогает обеспечить дополнительное ускорение шайбы в соответствии со вторым законом Ньютона.

Кроме того, они учитывают закон Гука, который определяет силу упругости, возникающую при деформации тела и стремящуюся вернуть его в исходное состояние. Это позволяет им точно рассчитывать изменение длины клюшки при контакте с шайбой, чтобы добиться максимального эффекта и точности броска.

Глубокие знания физических законов, умелое применение их в тренировках и играх — вот ключевые факторы, обеспечивающие хоккеистам превосходство на льду.

 

 

 

 

Анкета

 

Среди учеников 11х классов проведено мною анкетирование, в котором приняло участие 30 учеников. Ребятам было предложено 6 вопросов разного типа. Ознакомимся с результатами опроса.

Вопрос №1. Знаете ли вы какие-нибудь физические явления, которые чаще всего встречаются в зимних видах спорта?

 

да

нет

9

21

 

На данный вопрос большая часть ответили отрицательно, то есть многие не знают, либо не могут предположить различные физические явления. Остальная часть с легкостью назвала их.

 

Вопрос 2. Как вы думаете в каких зимних видах спорта физика играет важную роль ?

 

фигурное катание

5

 

 

хоккей

10

 

Лыжные гонки

15

 

 

Я была удивлена ,но из предложенных вариантов опрошенные назвали лыжные гонки .

 

Вопрос 3. Как ты думаешь, какие законы, и физические понятия чаще всего встречаются в зимних видах спорта?

 

Закон равновесия тел

19

Первый закон Ньютона

7

Второй закон Ньютона

3

Закон сохранения импульса

11

Закон всемирного тяготения

20

 

 

Результаты данного опроса меня очень сильно поразил. Больше части опрошенных ответили «закон всемирного тяготения»

 

Вопрос 4 Как ты думаешь, можно ли добиться высоких результатов в спорте без физической закономерности ?

На этот вопрос 22 голоса было отдано за вариант нет то есть без физики спортсмен не добьется высоких результат, остальные 8 считают наоборот ,что без знаний физики можно добиться высоких результатов.

да

нет

8

22

 

 

 

Вопрос 5 как ты считаешь есть ли смысл учить теорию спортсменам и знать различные физические законы и явления ?

да

нет

19

11

 

На данный вопрос ответы были предсказуемы, 19 человек ответила да 11 ответили, нет, так как теория основа практик.

Вопрос 6. Хотел(а) ли ты профессионально заниматься зимним видом спорта ?

 

да

нет

 

 

16

14

 

Результаты данного опроса практически идентичны, но все же большинство ребят хотели бы заниматься зимним видом спорта.

.

Вывод:

Таким образом:

помощью физики и ее законов с помощью физики ее законов и явлений, стало появляться большинство видов спорта.

Значение физических законов играет большую роль в совершенствовании спортивных достижений

Спорт без физики не имеет смысла

Физика-важная наука в спорте

В результате работы над проектом я убедился, что выдвинутая мною гипотеза

«Если использовать знания, полученные на уроках физики, то можно с легкостью объяснить любые физические явления, проявляемых в зимних видах спорта, и с успехом применить в спортивных соревнованиях и улучшить свои результаты с помощью знаний физики.»

 

 

 

 

 

Заключение

Физика это главная наука в спорте. Спорт играет большую важную роль в жизни для всех категорий населения, от малого до взрослого. На пути к достижению, каких либо результатов стоят преграды связанных с тем или иными физическим явлениями и закономерностей. Физика это важная наука в спорте. Спорт без физики, бессилен. Для начала занятий спорта нужно изучить физику в избегании травм и для легких преодолений преград возникающих на пути занятию спортом достижению результатов. Ведь что бы научится кататься на лыжах, стоять на коньках важна такая наука, как физика. Начните сначала с изучения данного спорта, каким хотите заняться, а про физику в спорте вепревую очередь.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Волков В.А. Физика 7 класс. - М.: Дрофа, 2006.

Енохович А.С. Справочник по физики. - М.: Просвещение, 1990.

Легкая атлетика: учебник для институтов физической культуры - Изд. 3е, доп. И переработка. /Под редакцией Н.Г. Озолина, В.И. Воронкина М: Физкультура и спорт, 1979.

Майоров А.Н. Физика для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке./ майоров А.Н. - Ярославль: Академия развития; Академия, К, 1999.

Масленников И.Б., Смирнов Г.А. Лыжные гонки. - 2-е изд., испр. и доп. - М.Физкультура и спорт. 1999.

Физика: учеб. пособие/ М.В. Белоус, В.Н. Васковская, Л.В. Воронецкая, Ю.Л. Ментковский: Высш. школа, 1990.