Искусство точного расчета
| Искусство точного расчёта Торопятся на стадионы. И для тебя, и для меня Уже проложена лыжня. Флажки видны на склонах снова- К соревнованьям все готово. Вот шайба, лыжи, клюшка, шлем- Что для чего здесь- ясно всем. Ведь технологии нам в спорте помогают, И олимпийские победы на пьедестал взывают. Скорей же секреты побед вы узнайте, В спортивные игры быстрее сыграйте. |
О проектеНоминация проектаГод всеобщего математического образования в ХМАО-Югре, математика дарит победы олимпийцам Авторы проектаКурбанова Анжела- ученица 7в класса Галиева Эля- ученица 7в класса Илларионова Дарья- ученица 7в класса Руководитель проектаГромова Светлана Федоровна- учитель информатики
|
Актуальность проектаСколько уже времени проводятся зимние Олимпийские игры, и вот, наконец, выбором Международного Олимпийского Комитета остановился на Российском городе Сочи! Я там никогда не был, но очень хочу попасть на 22 зимние Олимпийские игры! Я решился попробовать себя в зимних видах спорта. Я давно уже знаю все про зиму и холод, и по этому обязательно буду первым. Но для полной победы мне нужно узнать что-то большее. "Нельзя же просто взять и выиграть не зная точных подходов к спортивному инвентарю который ты используешь", - говорят мои друзья. Мне стало очень интересно, и я направился на обход Ледников всех Земли, чтобы узнать "формулу победы". Неужели поговорка "Силы есть - ума не надо" не относится к олимпийским играм? Неужели самые умные спортсмены - самые лучшие? Я отправляюсь на встречу новым победам! |
Вопросы направляющие проектОсновополагающий вопросПочему совершенству нет предела? Проблемные вопросы:1. Что общего у фигуриста и космонавта? 2. Почему победу можно рассчитать? 3. Почему кёрлинг называют зимними шахматами?
|
Методология проектаГипотеза проектаНовейшие достижения в области математики, химии, физики, обеспечивают наивысшие результаты в зимних видах спорта. Цель проектаПродемонстрировать как передовые технологии и достижения в области точных наук помогают обеспечить высокие результаты в спортивных соревнованиях. Задачи проекта1) Проанализировать использование современных технологий в таких видах спорта как: фигурное катание, конькобежный спорт, лыжный спорт, кёрлинг. 2) Проанализировать статистические данные достижений спортсменов за . 3) Доказать правдивость цитаты: "Нет предела совершенству". Методы исследования |
Этапы проектаI.«На коньках хоть на край света» II.«Точность+сообразительность+стратегия=ПОБЕДА» III.«Физику знаешь- в олимпиаде побеждаешь» IV.«Олимпийские супергерои…»
|
Этап II.«На коньках хоть на край света…»
Сид: Диего, спорим я быстрее тебя окажусь около вон той горы? Диего: А вот и поспорим! На счет три. Раз, два, три!
Сид: Как так? Я так долго тренировался и все напрасно. Диего: Не расстраивайся, твоя проблема не в том, что ты что - то делаешь не правильно. Кстати, где ты взял такие коньки? Сид: нашел, а в чем дело? Диего: В этом то и дело! Качество лезвия коньков не менее важно.
«Мелочи важны.»
Физика является незаменимым другом фигуристов. Каждому из нас приходилось видеть один из красивейших элементов фигурного катания – пируэт, но далеко не каждый догадывается о том, что этот элемент основан на точном расчете. В этом случае «работает» закон сохранения количества движения. Полный момент количества движения состоит из момента количества движения корпуса и момента количества движения вытянутых рук. При опускании рук их момент уменьшается до нуля, при этом увеличивается момент количества движения корпуса, в результате чего возрастает скорость вращения.
В этом спорте проявляются так же другие виды спорта:
1.Положения вектора силы тяжести относительно опорного конька.
2.Сгибательно - разгибательные движения толчковой ноги.
3.Оптекаемость коньков.
4.Сила трения
Одна из ведущих голландских фирм «RAPS», выпустила опытную партию беговых коньков с регулируемым наклоном лезвия. Этой фирме вообще свойственно стремление к экспериментированию и поиску наиболее совершенных конструкторских решений. Среди них: «клапы», лезвия с дугообразным ребром скольжения и вот теперь – регулировка наклона. Не ожидает ли нас опять «голландский» сюрприз на Олимпиаде? При прочих равных условиях и возможностях, качество спортивного инвентаря определяет всё. Получим и мы такой инвентарь, но – чуть позже, как это случилось с «клапами». Сама возможность изменения угла наклона лезвия, позволяет свести к оптимальному минимуму коэффициент трения скольжения. А это - огромный резерв повышения скорости. Нисколько не умаляя достижения голландцев в этой области, следует упомянуть о том, что первые коньки с регулируемым наклоном лезвия изобретены у нас.
Нужно быстро разогнаться, Темп всю трассу не снижать, И при этом постараться Равновесье удержать.
«На кончике лезвия.»
Бытует мнение, что первые коньки с прочно прикрепленными к подошве полозьями «смастерил» русский царь Петр I. Он увлёкся катанием на льду и решил сам сделать коньки, когда был в Голландии. Первые беговые коньки для конькобежцев с тонким лезвием были сконструированы в начале 80-х годов XIX века норвежцами К. Вернером и А. Паульсеном. Передняя и задняя металлические платформы этих коньков привинчивались к подошве ботинка соответственно шестью и четырьмя шурупами. Это явилось революцией в конькобежном спорте. Большой вклад в разработку формы коньков внес русский скороход, служащий Николаевской железной дороги Александр Паншин. В 1887 г. он смастерил по собственной модели удлиненные коньки — цельнометаллические, длинные, с узким лезвием и немного загнутым носком коньки -прообраз сегодняшних беговых. На протяжении многих десятилетий модель трубчатых беговых коньков не претерпела принципиальных изменений. В 1892 году норвежец X. Гаген предложил еще одно новшество - беговой конек, состоящий из стальной трубки и вставленного в нее стального полоза. Эти коньки дали возможность сделать колоссальный шаг вперед в развитии скоростного бега; на таких коньках бегают до настоящего времени все скороходы мира. Сенсацией стало появление новой модели коньков, изготовленных голландскими фирмами «Викинг» и «Рапс».
Существуют различные типы коньков:
1.Фигурные коньки.
Так называемые, «фигурные коньки» —— используются в фигурном катании. Отличительная особенность этих коньков — выпуклая форма лезвия и специальные зубцы на переднем конце, которые помогают фигуристам при выполнении сложных элементов.
2.Хоккейные коньки.
Хоккейные коньки — коньки для игры в хоккей с шайбой или в хоккей с мячом. Разделяются на коньки со съёмным лезвием, и литым лезвием. Съёмное лезвие предполагает возможность его замены или соответствующей настройки. Лезвия изготавливаются, как правило, из никелированной или хромированной стали. По длине они совпадают с ботинком. Также разделяются по степени защиты и манёвренности конька по предназначению для игроков или вратарей.
3.Прогулочные коньки.
Коньки, которые напоминают фигурные или хоккейные модели. Отличие таких коньков заключается в том, что они более комфортные. Мужские прогулочные коньки похожи на хоккейные, а женские — на фигурные модели. Используются для любительской игры или простого катания.
4.Конькобежные коньки.
Они представляют из себя низкий ботинок из многослойного углеволокна (карбон) или стекловолокна, отделанный тонкой кожей, к которому крепится съёмная система лезвий с шарниром в передней части и свободной подпружиненной задней частью. Отличаются от остальных видов коньков большей длиной лезвия, большим радиусом скругления лезвия, а самое главное тем, что это единственные коньки с подвижным лезвием. Своё официальное название «клап» коньки получили за характерный звук, который издаёт лезвие, когда после толчка спортсмена пружина возвращает его обратно к ботинку. Величина овала лезвия конька (радиус кривизны) составляет около 22 метров.
5.Коньки для шорт-трека.
Коньки для участия в соревнованиях по шорт-треку, спортивной дисциплине, родственной конькобежному спорту. В отличие от конькобежных коньков «клапов» эти коньки имеют неподвижное, жёстко зафиксированное более короткое лезвие, установленное на ботинок с некоторым смещением в сторону, для более быстрого прохождения поворотов на маленьком круге. Материал самого ботинка у шорт-трековых коньков зачастую идентичен «клапам», но форма сильно отличается и рассчитана на более агрессивное прохождение поворотов. В шорт-треке величина овала лезвия конька составляет около 11 метров, помимо этого у коньков для шорт-трека есть боковая кривизна.
Для изготовления лезвия коньков используют такие типы стали: легированная, нержавеющая, углеродистая и высокоуглеродистая.
Легированная сталь — сталь, в которую для придания прочностных и других характеристик добавляют различные элементы. Легирование позволяет увеличить коррозионную стойкость и повысить твердость. Основными легирующими элементами в сталях для лезвий являются хром (хромированная сталь) и никель, марганец (для повышения твердости).
Нержавеющая сталь — сталь с добавлением хрома, который значительно повышает стойкость стали к коррозии. Но стоит отметить, что добавление элементов, придающих сильные антикоррозионные свойства, снижает твердость лезвия.
Углеродистая сталь — это сталь с небольшим содержанием углерода. Вообще углерод всегда содержится в стали. Разница лишь в его количестве. Чем больше углерода, тем выше твердость лезвия.
Высокоуглеродистая сталь — сталь с высоким содержанием углерода. Повышенное содержание углерода в стали придает ей высокую степень твердости.
Сид: Я и не предполагал, что это так важно. Диего, а кто самые быстрые конькобежцы? Диего:Насколько я знаю, это Джереми Вотерспун (Канада) установил новый рекорд среди конькобежцев на дистанции 500 м, пробежав ее за 34,76 с в Канаде 20 февраля 1999 г. Среди женщин на дистанции 500 м рекорд (37,55 с) установлен Катрионой Ле Мей Доун (Канада) в Канаде 29 декабря 1997 г. Ян Бос (Нидерланды) пробежал километровую дистанцию за 1 мин 8,55 с в Канаде 21 февраля 1999 г., поставив таким образом рекорд скорости среди мужчин. Среди женщин рекорд на километровой дистанции принадлежит Моник Гарбрехт (Германия), которая пробежала дистанцию за 1 мин 15,61 с в Канаде 21 февраля 1999 г.
«Хороший лед - залог успеха»
Мы все любим кататься. Секрет возникновения и популярности коньков кроется в их чудесной способности скользить по льду. А почему лед скользкий? Может быть потому, что он гладкий?
А возможно, секрет в другом - в образовании тоненькой пленке воды между ледяной поверхностью и лезвием конька? Пленка воды тоньше папиросной бумаги, но без нее не было бы скольжения . Но как же в морозный день могла появиться вода под лезвием конька? И почему лезвия коньков остро заточены? Ответ на эти "почему" дает современная теория скольжения . Согласно этой теории при движении конькобежца по льду возникают силы трения, причем, механическая энергия сил трения переходит во внутреннюю энергию льда. Именно за счет повышения внутренней энергии лед в точках соприкосновения с коньком расплавляется, образуется пленка воды, которая выполняет роль смазки и облегчает скольжение. Затачивают же лезвия коньков также с целью увеличения давления на лед.
В новом конькобежном сезоне 2010-2011 гг. компании консорциума, являющиеся профессионалами в области строительства инженерных систем спортивных сооружений для зимних видов спорта, осуществляют техническую поддержку лидеров конькобежной сборной России в вопросах достижения более высоких результатов с помощью совместного внедрения новых технологий скольжения, аэродинамики воздуха, подготовки и исследования качества и технологии приготовления льда. Обобщение опыта создания конькобежных стадионов показывает: оптимальное соотношение температуры ледовой поверхности и параметры воздушной среды определены независимо друг от друга разными инженерными группами мира как в результате проведения научных исследований, так и практических результатов эксплуатации спортивных сооружений. Однако процесс проектирования и инсталляции конькобежных арен обладает массой на первый взгляд незначительных деталей, которые в конечном итоге существенно влияют на качество льда и определяют будущее место стадиона в мировом рейтинге. Например, строительство многофункционального стадиона с конькобежной дорожкой и специализированного конькобежного стадиона — близкие, но вместе с тем разные задачи с точки зрения требований к ледовой поверхности, параметрам микроклимата, техническим характеристикам систем хладоснабжения, вентиляции и кондиционирования. Кроме того, вся система хладоснабжения, вентиляции и кондиционирования в многофункциональном стадионе должна иметь возможность изменять свои параметры с целью создания оптимального льда для каждого отдельно взятого вида спорта. Совместная задача, которая стоит сегодня как перед спортсменами, так и перед специализированными организациями, осуществляющими строительство конькобежных овалов, заключается в том, чтобы российские конькобежцы получили самый быстрый и качественный лед и смогли не только подготовиться к Олимпийским играм в Сочи, но и показать в 2014 году самые достойные результаты, а данный проект позволит им быстрее выйти на свой собственный лед уже подготовленными к качественно новому уровню выступлений на международной арене.
|}
От авторов:
Сид: Устал я! Конькобежный спорт явно не для меня. Надо что-нибудь поспокойнее...Знаю! Керлинг! Отличный вид спорта. Думаю подробно о нем мне расскажут Крэш и Эдди.
|