Гоначны матацыкл Гран-пры - гэта шмат рэчаў: што найбольш уражвае, цуд тэхнікі, распрацоўка і пабудова якога каштуе сотні тысяч долараў, і адна з самых хуткіх машын на колах, здольная развіваць хуткасць больш за 210 міль у гадзіну і здольная захоўвайце счапленне з дарогай пры вуглах нахілу 60 градусаў і больш.

Але з навуковага погляду гоначны ровар - гэта не што іншае, як кінэтычная дэманстрацыя законаў фізікі. Фрэдзі Спенсер, легендарны чэмпіён Гран-пры васьмідзесятых, а цяпер "дэкан" школы верхавой язды Фрэдзі Спенсера ў Лас-Вегасе, кажа пра гэта так: "Матацыклетныя гонкі - гэта рэальная фізічная лабараторыя, дзе штраф за няправільныя адказы вялікі больш драматычна, чым дрэнная адзнака."

зачыніць мадальнае Аўтарства: каманда Fiat Yamaha 1. Гравітацыя: гоншчык перамяшчае вагу ў павароце, каб дапамагчы матацыклу змяніць кірунак і знізіць цэнтр цяжару.Аўтар: каманда Fiat Yamaha 1. Гравітацыя: гоншчык перамяшчае вагу на паварот, каб дапамагчы матацыклу змяніць кірунак і знізіць цэнтр цяжару.

2. Кінетычная энергія:

На хуткасці па прамой энергія матацыкла накіравана наперад.

3. Першы закон руху:

Ньютан сцвярджаў, што цела, якое рухаецца, захоўвае прамалінейнасць, калі яго не прымусяць змяніць.

4. Тэрмадынаміка:

Запаволенне матацыкла з высокай хуткасці для крутых паваротаў выклікае назапашванне цяпла ў тармазах і можа паменшыцьэфектыўнасць.

5. Цэнтрабежная сіла:

У хуткіх паваротах вугал нахілу і рух наперад процідзейнічаюць магутнаму цягне да вонкавага краю гусеніцы.

6. Трэнне:

Спецыяльная сумесь у гэтых закругленых шынах забяспечвае счапленне з асфальтам нават пры вуглах нахілу 60 градусаў і больш.

Па словах Чарльза Фалько, кафедры фізікі кандэнсаванага рэчыва Універсітэта Арызоны і сукуратар на выставе Музея Гугенхайма Мастацтва матацыкла , першапачатковы ўрок фізікі, які трэба засвоіць, назіраючы за гоначным матацыклам, які імчыцца ў круты паварот, - гэта першы закон руху Ньютана: "Кожны аб'ект захоўваецца ў стане спакою або раўнамернага руху па прамой лініі, за выключэннем выпадкаў, калі ён вымушаны змяніць гэты стан пад дзеяннем сілы, - тлумачыць Фалько. Для гоншчыка гэта азначае, што чым хутчэй едзе матацыкл, тым менш ён хоча паварочвацца.

Пераўтварэнне кінетычнай энергіі матацыкла з руху прама наперад у паварот патрабуе перамоваў з фізікай некалькімі спосабамі. Спачатку гоншчык трохі адштурхвае руль ад напрамку павароту. Паколькі колы дзейнічаюць як гіраскопы, такое контррулявое кіраванне нахіляе матацыкл у процілеглы бок (у паварот), што ставіць шыны пад вуглом, звужаючы тое, што інжынеры называюць плямай кантакту, і палягчаючы паварот матацыкла.

У той жа час гоншчык сыходзіць з матацыкла ў напрамку павароту. Нахільны вугалматацыкл ссоўвае цэнтр цяжару ўбок, прымушаючы матацыкл паварочвацца, у той час як пераразмеркаванне вагі дазваляе машыне заставацца крыху больш вертыкальна. У кропцы максімальнага нахілу, неабходнай для праходжання павароту на максімальна магчымай хуткасці, цэнтрабежная сіла хоча цягнуць матацыкл ровар машына з'язджае з трасы, а гоншчык выкарыстоўвае цягу, гравітацыю і імпульс, каб заставацца ў гульні.

Каб растлумачыць, чаму машына ўвогуле рухаецца, Фалька спасылаецца на другі закон руху Ньютана: сіла, прыкладзеная да аб'екта прывядзе да паскарэння. «Гэта будзе адбывацца да таго часу, пакуль гоншчык не выб'ецца з трасы або іншыя сілы не стануць нязначнымі, напрыклад, супраціўленне ветру», — кажа Фалька.

На некаторых трасах матацыклы Гран-пры, якія набліжаюцца да крутых паваротаў, павінны зніжаць хуткасць з больш чым 200 міль у гадзіну да прыблізна 40 міль у гадзіну. Трэнне на тармазах (у першую чаргу пярэдніх) робіць гэта магчымым. «Уся гэтая залішняя энергія павінна рассейвацца тармазамі ў выглядзе цяпла», — кажа Фалько, такім чынам падымаючы закон захавання матэрыі і энергіі. Частка гэтага цяпла перадаецца гідраўлічнай тармазной вадкасці, што можа прывесці да таго, што тармазы страцяць тармазную сілу з патэнцыйна катастрафічнымі наступствамі. Інжынеры выкарыстоўваюць керамічныя матэрыялы касмічнай эры, каб пазбегнуць гэтай праблемы, а гоншчыкі набываюць навыкі хуткага ўключэння і адключэння тармазоў.

Паспяховая язда ў гонках падобная да выплаты падаткаў: вы хочаце настойваць на правілах як мага далей, не парушаючы іхіх. Існуе вельмі тонкая грань паміж аптымальным паваротам і наездам, дзе сілы, накіраваныя вонкі, уніз і наперад, дакладна балансуюць. Але правілы ёсць правілы. «Калі гаварыць ад імя фізікаў паўсюль, — заяўляе Фалька, — нішто, што калі-небудзь адбываецца на матацыкле, не парушае законы фізікі. Фактычна, матацыклы — выдатны прыклад таго, наколькі добра працуе фізіка».

Фізіка, весела? О, так!

Фізіка - гэта забава для фізікаў, але некаторыя студэнты, мякка кажучы, не адразу захапляюцца гэтым прадметам. Добры спосаб пераадолець супраціўленне - паказаць студэнтам непасрэдную ролю, якую фізіка адыгрывае ў іх жыцці і інтарэсах, а багатыя рэсурсы ў Інтэрнеце палягчаюць гэта. Каб пачаць, прапануем падборку вэб-сайтаў і відэаролікаў, якія гарантавана перанясуць фізіку ў ваш клас такім чынам, што будзе і весела, і захапляльна.

Як кідаць крывы мяч

Гэта кароткі, зразумелы падручнік "Кінута на крывую" паходзіць з Exploratorium, цудоўнага Сан-Францыска, які сам сябе назваў "музеем навукі, мастацтва і чалавечага ўспрымання". Ён нават прапануе, як зрабіць такі занятак у класе (амаль што бяспечным): "Мы выявілі, што нашмат прасцей кідаць гэтыя пляцоўкі і назіраць за вынікамі, кідаючы мяч з пенаполістыролу".

Каб стварыць інтэрактыўны навучальны вэб сціслае 105-секунднае відэа сайта Fugu.com "Як кінуць мяч з крывым мячом", сайт аб'яднаўся з Маркам Макдонэлам з AllStarDugout, навучальная ўстанова для бейсбола і софтбола. McDonnell настолькі ясна тлумачыць тэхніку кідання, што нават фізік можа авалодаць ёю.

Бясплатная анлайн-бібліятэка інструкцый ViewDo.com's How to Throw a Curveball з'яўляецца добрай, выразнай дэманстрацыяй Curveball. Сачыце за запаволенай здымкай у канцы, якая дазваляе студэнтам уважліва назіраць за унікальнымі паводзінамі мяча.

"Як кідаць крывы мяч" ад eHow.com змяшчае выдатныя чатырохэтапныя тэкставыя інструкцыі, Раздзел "Парады і папярэджанні" і каментарыі чытачоў, каб зрабіць гэты ўрок па пітчынгу ідэальным дадаткам да прапаноў Fugu.com і ViewDo.com.

Фізіка скейтбордынгу

Прыгожа прадстаўлены Exploratorium Вэб-функцыя "Skateboard Science" сканцэнтравана на руху і сілах, а таксама на тым, як яны звязаны са скейтбордам. Гэты просты ў навігацыі сайт уключае відэа, гласарый, падрабязную інфармацыю аб экіпіроўцы і нават некаторую гісторыю скейтбордынгу.

Глядзі_таксама: 20-гадовыя дадзеныя паказваюць, што працуе для ЛГБТ-студэнтаў

"Фізіка скейтбордынгу" - гэта падрабязны план урока, распрацаваны настаўнікамі ("на аснове матэрыялаў Exploratorium "), які дапамагае студэнтам вывучаць трукі на скейтбордзе і суадносіць іх з трыма законамі Ньютана: гравітацыяй, імпульсам, траекторыяй снарадаў, кругавым рухам і трэннем. Уключае некалькі спасылак на адпаведны тэкст, малюнкі і відэа.

Глядзі_таксама: Як супрацьстаяць навучанай бездапаможнасці

Займальнае занятак на іншай старонцы пад назвай "Фізіка скейтбордынгу" было распрацавана аспірантамУніверсітэт Паўночнай Караліны ў Уілмінгтане ў рамках стандартнага курса навучання для 8-га класа навукі гэтага штата 2001 г.

Гэты дапаможнік па дэманстрацыі "Skateboard Slosh" ад TeacherVision, прызначаны для 3-6 класаў, накіроўвае вас і вашых вучняў як вы прымацоўваеце ёмістасць з вадой да скейтборда і назіраеце, як рух і сіла ўплываюць на вадкасць.

- Дуглас Круікшэнк

Оўэн Эдвардс з'яўляецца рэдактарам Edutopia і Смітсанаўскія часопісы.