Забегипо и против часовой стрелки

Забеги ПО и ПРОТИВ часовой стрелки

на спортивных соревнованиях

и влияние данного фактора на спортивные результаты.

Почему легкоатлеты, конькобежцы, велосипедисты на треках в

северном полушарии стартуют против часовой стрелки? Дань традиции,

или учет физических явлений, влияющих на спортивные результаты?

В сборнике задач В.Г.Зубова и В.П.Шальнова (М.,1967 г., стр. 173)

приводится решение задачи для тела, совершающего поворот, без учета

вращения Земли. Это более простой случай, являющийся первым этапом

на пути решения поставленной проблемы.

В точке А на обоих рисунках на тело действуют две силы: mg и F

бокового давления. Результирующая этих сил вместе с силой тяжести

и создают необходимое для поворота a=.

Рассмотрим два случая:

1. V<V. (Рис. 1.1.) В этом случае мало, следовательно мала

и F. Точка приложения F будет лежать выше центра тяжести тела, что приведет к появлению момента силы F, наклоняющего спортсмена в направлении указанном стрелкой. Положение бегуна становится устойчивым

для прохождения поворота.

2. V>V( Рис. 1.2.) , а следовательно и F, увеличивается. Точка приложения F опускается ниже центра тяжести. Момент силы F будет

запрокидывать спортсмена относительно точки А в направлении, указанном

стрелкой. Бегун потеряет устойчивость и уйдет по касательной за пределы беговой дорожки.

Какую лепту вносит в рассмотренные варианты суточное вращение

Земли?

Рассмотрим Северное полушарие Земли с северного полюса, где V-

направление скорости вращения Земли; V- направление скорости забега

спортсмена: А - по часовой стрелке; Б - против.

Так как =2[ x ] , то кариолисово ускорение в случае А будет направлено к ,, центру" беговой дорожки. В случае Б - во внешнюю сторону

беговой дорожки от ,,центра",или в сл. А - а а, в сл.Б - а а.

Это приведет в случае А к увеличению F(преждевременное запрокидывание),

в случае Б к уменьшению F (создает запас устойчивости на повороте).

Количественно ===1500 раз, т.е. а составляет 0,06% от а

При расчете взяты размеры стандартного стадиона.

Ясно, что при движении с V=V, выявленный фактор является значимым, хотя и не влияющий, напрямую, на время финиширования.

Суточное вращение Земли влияет на спортивные результаты исходя

из других соображений.

Рассмотрим движение по противоположным сторонам стадиона,

находящихся на разных параллелях 1 и 2.

Ниже , на рисунке 4, видно, что на средних широтах R=LCos a. Взяв стандартную ширину стадиона L=60 м и =45, находим

R=60=42 м. Следовательно, скорости точек Земли, лежащих на

1 и 2 параллелях будут отличаться на величину

V=WR==0,003

При забеге против часовой стрелки (Рис.5), V>V,

V=V+ V

тогда к рис. 5 V=V+ ,

V=V- V

Аналогично при движении по часовой стрелки к рис. 6

V= V- V

V=V- ,

V=V+ V

Видно, что V> V ,откуда = =0,003 .

Примем для легкоатлета V=13 , тогда V=13.003.

Время финиша для одного круга в 400 м составит

t= = 30.7692 с

=0.007с

t==30.7621с

Понятно, что разрыв будет возрастать, если спортсмены до финиша

пробегут несколько кругов, а это уже сотые доли секунды.

Таким образом, при стартах в северном полушарии Земли при забегах

против часовой стрелки срабатывают два фактора, улучшающие спортивные результаты:

а) увеличение устойчивости спортсмена при движении на поворотах к

опрокидыванию. ( этот фактор является решающим для фигурного катания

при выполнении прыжков в 3 - 4 оборота);

в) возрастают спортивные результаты на 0.007 с. на каждом круге забега

для легкоатлетов, конькобежцев, велосипедистов.

Е.С.Матвеев

Учитель физики высшей категории

МБОУ СОШ N1 г.Княгинино

Нижегородская область.