Общие закономерности физических законов, проявляющихся в конькобежном и санном спорте

Введение
Одной из самых важных составляющих человеческой деятельности
является спорт. Ещё с самых давних времён состязание в спорте помогали
выявить сильнейших, тем самым предотвращая войны и конфликты. Ещё в то
время был сформулирован основной принцип: «Быстрее выше сильнее».
Этот принцип используется и в настоящее время. Чтобы стать победителями
необходимо было упорно тренироваться, но, однако, помимо этого
требовалась также и знание основных законов природы. Понимание, а
главное успешное применение физических законов являлось одним из
главных составляющих победы.
Физика – одна из величайших и важнейших наук, изучаемых
человеком. Ее наличие видно в любых сферах жизни. Не редко открытия в
физике меняют качество жизни, помогают добиваться значительных
результатов в разных сферах жизнедеятельности человека, в том числе
улучшения спортивных достижений. В современном мире планка
спортивных достижений поднята настолько высоко, что благодаря лишь
физической подготовке спортсмену трудно достичь высокого результата.
Спортсмен, который имеет представление о физических законах и
закономерностях, может увидеть взаимосвязь предметов и реальность
применения полученных знаний на практике для повышения своих
спортивных достижений.
В нашей работе рассмотрим использование основных законов физики в
зимних видах спорта, таких, как конькобежный и санный спорт.

Основная часть.
1. Общие закономерности физических законов, проявляющихся в
конькобежном и санном спорте.
Одним из самых старейших видов спорта является конькобежный
спорт, в котором спортсмены соревнуются на скорость прохождения
различных дистанций. По некоторым данным, коньки были изобретены
несколько веков назад. Изначально они изготавливались из дерева, кости,
впоследствии стали металлическими. Менялась также форма коньков. Как
спорт, конькобежный возник в 19 веке, а в 1924 году он был включен в
программу Олимпийских игр.
Изобретение санок еще более древнее, санки применялись для
передвижения и перемещения грузов, используя силу животных (собаки,
олени, лошади), а также для спуска с гор.
Санный спорт  -  один из самых экстремальных олимпийских зимних
видов спорта. Он представляет собой соревнования в скоростном спуске на
одноместных или двухместных санях по специальной трассе с
искусственным намораживанием льда. Спортсмен стартует из положения
«сидя», после отталкивания участник принимает положение «лежа на спине».
Траектория движения санок изменяется путем смешения центра тяжести
спортсмена .

2. Физические процессы при движении спортсменов

Рассмотрим физические процессы, протекающие при движение
конькобежца.
При движении тела по поверхности другого возникают силы,
препятствующие этому движению – силы трения. Природа этих сил
заключается в том, что поверхности имеют шероховатости, которыми они
цепляются друг за друга. По закону сохранения энергии энергия
движущегося спортсмена переходит во внутреннюю энергию поверхности
льда. Так кинетическая энергия зависит от скорости, то происходит
уменьшение скорости и кинетической энергии. А внутренняя энергия льда
наоборот повышается.
Повышение внутренней энергии льда приводит к увеличению
температуры, вплоть до начала плавления льда. При этом между лезвием
конька и льдом образуется тонкая пленка воды, коэффициент терния о
которую резко снижается, и конек начинает скользить.
Другим фактором, приводящим к образованию водной пленки является
давление. Чем больше давление на лед, тем быстрее он начнет плавиться.
Увеличить давление можно двумя способами – увеличением веса и
уменьшением площади соприкосновения. По этой причине лезвие коньков
затачивается, тем самым уменьшается площадь воздействия конька на лед.
Заточка под определенным углом несет еще одну важную функцию -
позволяет управлять при вираже. При повороте конькобежец наклоняется,
что позволяет ему сохранять устойчивость.
Еще одним тормозящим фактором является сопротивление воздуха. Оно
возникает так же вследствие трения, но уже не о поверхность льда, а корпуса
конькобежца о слои воздуха.
Силы сопротивления воздуха возникают при относительном движении
конькобежца и воздуха. Оно зависит в основном от сопротивления формы
тела и сопротивления трения между телом и воздухом. Вредное влияние сил
сопротивления воздуха всегда проявляется при движении конькобежца
против потока воздуха. Однако, когда поверхность движущихся частей тела
невелика или скорости малы, сопротивление воздуха ничтожно. Более всего
оно сказывается при больших скоростях. Здесь необходимы меры,
снижающие сопротивление воздуха.
Для решения этой проблемы необходимо снизить выступающие части,
для этого разработаны особые костюмы из специальных материалом,
облегающих тело спортсмена. Сам материал имеет такую структуру, которая
водит к минимум завихрения воздуха, возникающие при движении на
больших скоростях.
Создание таких материалов является сложной задачей. Например, были
проведены исследования кожи акул, которые развивают значительную
скорость в плотной среде. Было выяснено, что кожа имеет множество
микроскопических бороздок. На основе этого создаются материалы со
схожими свойствами. Наличие бороздок как бы разбивает воздушный поток
на множество мелких, снижая трение.