Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 12
ТЕМА РАБОТЫ: Оценка собственной мощности.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: оценить мощность, которую вы можете развить при прыжке в высоту с места.
НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ: теоретический материал по теме «Механика»
НЕОБХОДИМО УМЕТЬ: анализировать, оценивать, проверять на достоверность и обобщать теоретический материал по теме «Механика»; осуществлять работы с соблюдением правил охраны труда и техники безопасности во время проектно-исследовательской и экспериментальной деятельности, при использовании лабораторного оборудования.
ОБОРУДОВАНИЕ: мерная лента, напольные весы.
ТЕОРИЯ:
Энергетические характеристики движения вводятся на основе понятия механической работы или работы силы. Работой A, совершаемой постоянной силой F называется физическая величина, равная произведению модулей силы и перемещения, умноженному на косинус угла α между векторами силы F и перемещения S: A=F Scosα.
Работа является скалярной величиной. Она может быть как положительна (0°≤α<90°), так и отрицательна (90°<α≤180°). При α=90° работа, совершаемая силой, равна нулю. В системе СИ работа измеряется в джоулях (Дж). Джоуль равен работе, совершаемой силой в 1 Н на перемещении 1 м в направлении действия силы.
Если к телу приложено несколько сил, то общая работа всех сил равна алгебраической сумме работ, совершаемых отдельными силами и равна работе равнодействующей приложенных сил.
Работа силы, совершаемая в единицу времени, называется мощностью. Мощность N это физическая величина, равная отношению работы A к промежутку времени t, в течение которого совершена эта работа:
В Международной системе (СИ) единица мощности называется Ватт (Вт). Ватт равен мощности силы, совершающей работу в 1 Дж за время 1 с.
ОСНОВНОЕ ЗАДАНИЕ:
Совершите ряд прыжков: при различных приседаниях измерьте высоты своего подъема для каждого прыжка и рассчитайте свою мощность.
Определите максимальную мощность, которую вы можете развить при прыжке в высоту с места.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ:
- Измерите массу m (кг) своего тела с помощью весов.
- Определите работу, которую вам необходимо совершить при прыжке в высоту с места: А=FS, где F=m·g -·сила тяжести (g=9.8 м/с2 – ускорение свободного падения тела); S=H – высота подъема центра тяжести своего тела (высота прыжка).
- Определите время t(c) прыжка. Для расчета необходимо знать путь L(м), на котором действует сила мышц ног при разгибании колен (глубина приседа) и начальную скорость V(м/с), с которой человек отрывается от Земли. Скорость рассчитываем по формуле: H=V2/2g, тогда V=
Т.к. человек до отрыва от Земли движется с постоянным ускорением, можно записать:
L=V·t/2, тогда
t=2L/V
- Рассчитайте мощность при прыжке в высоту: N=A/t
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ:
- Сравните мощность, которую вы определили с внесистемной единицей измерения мощности, сделайте вывод.
- Если решить данную задачу в общем виде получится: , следовательно, отчетливо видно, что при уменьшении глубины приседания мощность растет, но оказывается, что если вы вообще не присядете, то не сможете оторваться от Земли. Поясните данное противоречие.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
- Что такое «лошадиная сила»?
- Чему она равна?
- Что ей определяется?
ОТЧЕТ
ТЕМА: Оценка собственной мощности
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: оценить мощность, которую вы можете развить при прыжке в высоту с места.
ОСНОВНОЕ ЗАДАНИЕ:
РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ:
| Номер опыта |
m, кг |
H, м |
L, м |
А, Дж |
V, м/с |
t, с |
N, Вт |
| 1. |
|
|
|
|
|
|
|
| 2. |
|
|
|
|
|
|
| 3. |
|
|
|
|
|
|
| 4. |
|
|
|
|
|
|
| 5. |
|
|
|
|
|
|
РАСЧЕТЫ:
| F=m·g ( g=9.8 м/с2) |
| |
| А=F·S (S=H) |
| |
| V= |
| |
| t=2L/V |
| |
| N=A/t |
| |
ВЫВОД:
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ:
ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
- Что такое «лошадиная сила»?
- Чему она равна?
- Что ей определяется?
Оценка_________________ Дата защиты____________ Подпись преподавателя_______________
