1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Фізика дитячого батута

Фізика дитячого батута

Дитячий батут – це спортивний атрибут, який використовується як для активною фізичного розвитку дитини, так і для його розваги. Стрибки на ньому сприяють розвитку м’язів, поліпшенню координації і реакції. Випускаються два види цих снарядів.

Розглянемо батут з сіткою. Його основний елемент – стрибкові полотно-сітка, виготовлене з міцного матеріалу поліпропілену і закріплене на пружинах. Саме пружини є в цьому пристрої перетворювачем запасеної в них енергії в енергію польоту дитини при стрибках.

Уявімо нерухомо стоїть в центрі батута людини. Під дією прикладеної до пружинам сили, рівної вазі стоїть людини, вони деформуються – розтягуються на деяку довжину. Виникає сила, що протидіє деформації, – сила пружності. Вона прикладена до тіла, що викликає деформацію, тобто до людини. Сила пружності розтягнутої пружини врівноважує силу тяжіння, що діє на вантаж. Зазвичай сила пружності прямо пропорційна подовженню пружини. Це закон Гука.

Розтягнута пружина має енергію, яка пропорційна квадрату подовження пружини. Тобто вона дуже швидко збільшується зі зростанням подовження. Батут не змогло підкидає людини, нерухомо стоїть на ньому: не вистачає пружної енергії. Але якщо людина оттолкнется від полотна, то тим самим розтягне пружини ще більше. Ті отримають додаткову енергію, яка і перейде в кінетичну енергію злітаючого вгору людини, а у верхній точці польоту перетвориться в його потенційну енергію.

При падінні на батут людина знаходиться в стані невагомості, як і космонавти на орбітальній станції, тільки короткочасному. Що таке вагомість? Вага – це сила в гравітаційному полі, з якої тіло діє на підставку, наприклад на ваги. Уявіть, що ви злетіли над батутом разом з цими вагами. При падінні ваги будуть опускатися вниз з тими ж прискоренням і швидкістю, що і ви. Значить, ваші ноги не зможуть чинити тиск на ваги, бо ті будуть «тікати» від вас!

Надувні батути – атракціони, які виготовляють з міцного пластику ПВХ. Найпростішим вважається невеликий круглий або квадратний батут. Більш складні варіанти – це цілі конструкції: кораблі, міста, невідомі звірі.

У цьому пристрої працюють інші фізичні механізми. При стрибках відбувається стиснення повітря, накачаного всередину батута, вагою людини. Повітря стискається не так-то легко, так що для цього потрібно затратити якусь роботу. Робота, як відомо, призводить до зміни енергії, в даному випадку газу в батуті – вона збільшується. Потім зростання тиску підкидає людини вгору, і запасені надлишок енергії газу перетворюється в кінетичну і потенційну енергії стрибаючого.

БАТУТ І ФІЗИЧНЕ ПОЛЕ

Батут може служити моделлю, що дозволяє продемонструвати важливе поняття поля в фізиці. Покладемо на його пружну поверхню якісь важкі предмети. Вони її прогнути, і навколо цих предметів утворюються ямки-воронки. Якщо поблизу них виявиться, наприклад, невелику кульку, він скотиться в утворену предметом ямку. Так буде моделюватися сила (наприклад гравітаційна), з якої одні тіла діють на інші, а поверхня батута – це поле. Крім того, по цій поверхні, як і по будь-якій фізичній полю, можуть поширюватися хвилі.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Спектральні прилади