Исследовательская работа "Физика в спорте. Физика в футболе"

1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РС(Я)
ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ РС(Я)
«РЕГИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ В Г.МИРНОМ»
ФИЛИАЛ «УДАЧНИНСКИЙ»
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА
по учебной дисциплине Физика
на тему
«Физика в спорте. Физика в футболе»
Автор: Мустафин Даурен Жомартович
2 курс, Г-19/9У, Горнорабочий на подземных работах
Преподаватель: Кыдрашева Чечек Михайловна,
преподаватель Физики
г.Удачный, 2020г.
2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..3
1.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1.1. Футбол- командный вид спорта………………………………………….... 4
1.1.1.Удары по мячу………………………………………………………………5
1.1.2. Остановка мяча…………………………………………………………6
1.1.3. Моделирование процессов ……………………………………………….7
2. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Использование закона сохранения импульса при взаимодействии двух
мячей………………………………………………………….………………8-9
2.2. Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия других
тел……………………………………………………………………………..10-11
2.3. Зависимость дальности полета от угла……………………………...12-13
2.4. Упругие и не упругие соударения…………………………………..…….14
2.5. Закон упругой деформации……………………………………………..15-16
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………
3
ВВЕДЕНИЕ
Каждый из нас знает, какое место занимает спорт в жизни человека, но
далеко не все размышляли над вопросом, какая связь между спортом и
физикой, как развитие физической науки влияет на совершенствование
спортивных достижений. Ошибаются те, кто считает, что для освоения
спортивных вершин достаточно только одной физической подготовки.
Футбол - для меня любимый вид спорта, а физика предмет, которым я
увлечён, и к этому сочетанию я проявил удвоенную заинтересованность
Объект исследования: Законы механики в спорте
Предмет исследования: Физика в футболе
Методы исследования: Теоретический и практический
Цель работы: Доказать, что знание законов физики поможет достичь игроку
более высоких результатов в футболе.
Задачи исследования:
1.Рассмотреть полёт мяча без вращения
2.Рассмотреть остановку подошвой мяча, катящегося на игрока
3.Как должен играть вратарь. Ловля в прыжке высоко летящего мяча
4
1.ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1.1. Футбол - командный вид спорта
1.1.1. Удары по мячу
В современной игре техническое мастерство чрезвычайно необходимо.
Среди различных технических приемов удары по мячу занимают наиболее
важное место, так как большая часть игры ведется при помощи самых
различных ударов ногами или головой.
Стремясь в игре добиться победы, футболисты как бы соревнуются в
умении бить по мячу. Существует понятие— «поставить удар», это значит
научиться из различных положений бить точно и сильно. В физике под
ударом понимают такой тип взаимодействия движущихся тел, при котором
временем взаимодействия можно пренебречь. Линия, проходящая через
точку соприкосновения тел, перпендикулярная к поверхности их
соприкосновения, называется линией удара.
Прямым центральным ударом называют соударение, при котором
скорости тел (шаров) до и после удара направлены по линии удара. В
футбольной практике центральные удары принято называть прямыми, их
направление проходит через центр тяжести мяча. При нецентральном ударе
скорости тел (шаров) до и после столкновения не направлены по одной
прямой, начальные скорости шаров не совпадают по направлению с линией
удара.
Удар, направление которого проходит в стороне от центра тяжести
мяча, называется косой. После нецентрального соударения шары разлетаются
под некоторым углом друг к другу. В футболе такие удары обычно называют
5
резаными, направление такого удара проходит в стороне от центра тяжести
мяча. При резаном ударе его сила, скорость и дальность полета мяча будут
несколько меньшими, чем при прямом ударе.
Такой удар отлично подходит для паса через защитника, для ударов на
дальнее расстояние, угловых, пенальти. Нужно знать: а) мяч, который
ударили в правую часть, полетит влево и будет вращаться влево, б) мяч,
который ударили в левую часть, полетит вправо и будет вращаться вправо. В
каждой игре футболисты много раз пытаются поразить ворота соперников.
Однако очень часто мяч после их ударов летит мимо ворот.
Это происходит чаще всего потому, что игроки при выполнении ударов
не попадают в нужную точку мяча. Наиболее опытные футболисты
тщательно прицеливаются, стараясь очень точно нанести удар по мячу. Они
хорошо знают, что нужно выбрать определенное место (долю), по которому
надлежит нанести удар. Во время игры футболистам, чаще всего, приходится
наносить удары по движущемуся мячу, которые выполнять гораздо труднее,
чем по неподвижному. Необходимо учитывать направление и скорость
приближения мяча, с тем, чтобы определить, по какой точке мяча, в каком
направлении и с какой силой следует нанести удар.
6
1.1.2. Остановка мяча
В футболе прием (остановка) мяча достигается амортизирующим движением
определенной части тела, а также накрыванием мяча стопой, голенью.
Интенсивность игры, скоростные действия игроков, не позволяют игрокам
при приеме мяча полностью его останавливать.
Основной механизм действия игрока при приеме летящих на различной
высоте и с различной скоростью мячей почти всегда одинаков. При
приближении мяча туловище отводится назад, уступающее движение с
поворотом туловища дает возможность игроку принять мяч и сразу
перевести его в сторону.
7
1.1.3. Моделирование процессов
Реальные явления окружающего мира чрезвычайно сложны. Физика
базируется на моделях объектов материального мира. В процессе изучения и
описания реальных объектов человек вынужден упрощать их свойства,
замещать реальные объекты моделями. «Моделирование - воспроизведение и
исследование на модели процессов, имеющих одинаковую природу с
процессами, происходящими в реальных объектах».
В районе ежегодно проводятся соревнования по футболу. В нашей
школе есть секция футбола, команда школы принимает участие в
соревнованиях. Учитель физкультуры, болельщики ждут от команды
хороших результатов, игроки желают побеждать соперников. Для
достижения высоких результатов нужно не только тренироваться,
отрабатывая необходимые навыки, еще необходима теоретическая
подготовка, понимание сути футбольных приемов и финтов, нужно
посмотреть описание финтов в книгах, в интернете.
8
2. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Использование закона сохранения импульса при
взаимодействии двух мячей
Представим, что футболист бьет по неподвижному мячу.
Оборудование: штатив, желоб, шарики различной массы
Поэтому шарики m
1
и m
2
были неподвижны; шарики m
4
и m
3
поочередно
скатывали с некоторой высоты, чтобы им придать скорость на
горизонтальной поверхности, затем шарики (мячи и футболист)
сталкивались. Каждый опыт проводили 5 раз. Выводы из опытов: иcходя из
законов сохранения импульса
m
1
×v
1
+m
3
×v
3
=m
1
×u
1
+m
3
×u
3
и энергии
m
1
×(v
1
)
2
/2+ m
3
×(v
3
)
2
/2=m
1
×(u
1
)
2
/2+m
3
×(u
3
)
2
/2
получаем, что скорости тел после взаимодействия:
Масса
шарика
m
1(г)
Масса
шарика
m
3(г)
Масса
шарика
m
4 (г)
Скорость
шарика
v
1(м/с)
Скорость
шарика
u
1(м/с).
Скорость
шарика
u
3(м/с)
7
65,2
93
1,2
2,04
0,91
2,23
1,03
Масса
шарика
Масса
шарика
Скорость
шарика
Скорость
шарика
Скорость
шарика
9
m
3(г)
m
4 (г)
v
2(м/с)
u
2(м/с).
u
4(м/с)
65,2
93
1,13
2,14
0,94
2,08
0,84
при столкновении тяжелого шарика с неподвижным шариком меньшей
массы, дальность проката и скорость легкого шарика после удара больше, а
для более тяжелого шарика дальность проката и скорость заметно меньше.
Следовательно: при игре легким мячом мяч может вылететь за пределы поля,
контроль над мячом будет потерян. Если мяч тяжелый для футболиста, то
дальность паса (длина передачи) заметно уменьшается.
2.2. Явление сохранения скорости тела при отсутствии
действия других тел
Представим, что футболист неподвижен, навстречу ему по полю катится мяч
с некоторой скоростью.
Оборудование: штатив, желоб, шарики различной массы.
Для этого скатывали шарики m
2
и m
1
( мячи) с определенной высоты, чтобы
им придать скорость, затем шарики сталкивались с футболистом, (шариками
m
4
и m
3
). Шарики разлетаются в разные стороны после столкновения.
Летящий мяч обычно всегда обладает большей скоростью, чем катящийся по