fizika sprinta pokazuje kako zakoni fizike objašnjavaju pojave koje svakodnevno posmatramo. Kada razumemo sile, energiju, kretanje i talase, ono što deluje neobično postaje jasno i predvidivo.
Kako sprinter ubrzava iz mirovanja
Sprinter ne gura svoje telo direktno napred kroz vazduh. Stopalom gura podlogu unazad, a podloga preko sile statičkog trenja i reakcije deluje na sportistu napred.
Fizičko objašnjenje
Prema trećem Njutnovom zakonu sile akcije i reakcije jednake su po intenzitetu i suprotne po smeru, ali deluju na različita tela. Rezultujuća horizontalna sila daje ubrzanje. Startni blokovi omogućavaju snažan i stabilan oslonac pod povoljnim uglom.
Drugi Njutnov zakon: Fᵣ = m·a; količina kretanja: p = m·v; snaga: P = A/t = F·v u jednostavnom slučaju.
Veličine i jedinice:
Fᵣ – rezultujuća sila (N), m – masa (kg), a – ubrzanje (m/s²), p – količina kretanja, v – brzina (m/s), P – snaga (W).
Kako pojava nastaje – korak po korak
- Sprinter u blokovima postavlja noge tako da može snažno gurati unazad.
- Podloga preko trenja i reakcije deluje na telo napred.
- Dok je rezultujuća sila napred, brzina raste.
- Pri većoj brzini otpor vazduha raste, a sportista prelazi u održavanje približno najveće brzine.
Primer iz prakse
Ako bi podloga bila potpuno klizava, stopalo bi skliznulo unazad i sprinter ne bi mogao efikasno da ubrza. Zato obuća i staza omogućavaju dovoljno prijanjanje.
Od čega zavisi rezultat?
Ubrzanje zavisi od rezultujuće sile u odnosu na masu, ugla tela, trajanja kontakta stopala, koordinacije, elastičnosti mišića i tetiva i otpora vazduha.
Najčešća zabluda
Zabluda: Trenje uvek usporava kretanje.
Tačno objašnjenje: Trenje se suprotstavlja relativnom klizanju dodirnih površina. U sprintu statičko trenje sprečava klizanje stopala i omogućava da podloga ubrza trkača napred.
Bezbedan ogled ili posmatranje
Pokušajte da blago odgurnete stopalo unazad na hrapavoj i na glatkoj bezbednoj površini, uz oslonac i bez trčanja. Uporedite sigurnost oslonca. Ne trčite po klizavoj podlozi.
Povezivanje sa školskim gradivom
Sprint povezuje sva tri Njutnova zakona, trenje, rezultujuću silu, ubrzanje, količinu kretanja, rad i snagu.
Pitanja za proveru znanja
- U kom smeru sprinter gura podlogu?
- Koja sila podloge ubrzava sprintera napred?
- Da li akcija i reakcija deluju na isto telo?
Odgovori
1) Unazad i naniže. 2) Horizontalna komponenta reakcije podloge, omogućena trenjem. 3) Ne, deluju na različita tela.
Česta pitanja
Zašto se sprinter na startu naginje napred?
Položaj omogućava povoljan pravac reakcije podloge i ubrzanje bez gubitka ravnoteže dok se brzina povećava.
Zašto otpor vazduha postaje važniji pri velikoj brzini?
Aerodinamički otpor približno raste sa kvadratom brzine, pa pri većoj brzini naglo uzima veći deo sile i snage.
Zaključak
Sprint jasno pokazuje da trenje može biti pokretačka sila. Brz start nastaje kada sportista velikom i pravilno usmerenom silom deluje na podlogu.
Za dalje učenje pogledajte formule iz fizike i rešene zadatke na sajtu Fizičarenje.