Сила удара от чего зависит: Как тренировать силу удара рукой

Как тренировать силу удара рукой

Как тренировать силу удара рукой — постановка и развитие удара

Что такое сила удара и от чего она зависит?

Что такое сила удара и от чего она зависит? Сила — это масса умноженная на ускорение. От сюда следует, что для увеличения силы удара, важна как скорость, с которой Вы выполняете удар, так и мышечная масса руки и всего тела в целом. Помимо всего прочего в ударе должна быть жесткость, ведь вы собираетесь бить кулаком на повал ? а не делать пощечину?

Поэтому если вы хотите пробивать нокаутирующий ну или просто мощный удар, тренировать нужно и скорость удара и мышцы задействованные в ударе — ноги, руки, грудь, спина, плечи, а так же не лишним будет поставить правильную технику нанесения удара.

Какие мышцы задействованы при ударе рукой

При нанесении удара рукой, будь то пресловутый джеб или всеми любимы хук задействованы следующие мышцы:

Удар начинается со ступни и энергия переходит в последствии через тело снизу вверх и достигает кисти руки:

  • икроножные мышцы (становишься на носок)
  • квадрицепс (выпрямляешь ногу)
  • широчайшие мышцы спины (поворот спины)
  • боковые мышцы брюшного пресса (разворот тазом)
  • грудная (придает ускорение)
  • передняя дельта (поднимает руку )
  • трицепс (выпрямляет руку)
  • плечо (поворот руки)
  • предплечье (сжимает пальцы в кулак)

Мышцы задействованные при ударе рукой их роль и важность

Мышцы и сила ног

Под мышцами ног подразумеваются квадрицепсы и икроножные мышцы. развитие этих мышц крайне необходимо у любого кто хочет иметь сильный удар. Мышцы ног отвечают за отталкивание от земли, в результате чего ваше тело наполняется энергией. Мышцы ног также оказываются самыми большими мышцами вашего тела, и именно поэтому все удары в боксе, как правило, задействуют ноги с подседом, кручением и разворотом.

Именно в ногах сосредоточена наибольшая сила! Не в мышцах груди и не в трицепсах. Внимательно изучив многих из самых ярко выраженных панчеров — нокаутеров, исследователи обнаружили что у них хорошо развиты ноги, а не большие руки или могучая грудь. Изучая развитие мышц у боксеров вы не увидите огромных грудных мышц или трицепсов. Хотя и большие мышцы так же дают определенное преимущество — большая масса тела — более мощный удар.

Геннадий Головкин, Мигель Котто, Сергей Ковалев — вот лишь малая часть людей, которые сразу приходят на ум. У этих боксеров нокаутеров нет огромных мышц, но мощь, скрытая в их кулаках, велика.

Бедра (нижняя часть тела и равновесие)

Бедра стабилизируют нижнюю часть тела и ноги. При нанесении удара рукой они также производят огромное количество мускульных усилий, посредством вращения и фиксации тела. Поскольку бедра находятся близко к вашему центру тяжести тела, то более сильные бедра означают то что вы лучше удерживаете равновесие. Умение сохранять равновесие является одним из важнейших факторов в бою. В реальности, равновесие во многом определяет эффективность и результативность вашей атаки, защиты, движений и общей способности вести бой.

Используя мышцы ног, вы делаете мощное поступательное движение в направлении удара, двигаете бедрами при каждом ударе, и тем самым, вкладываете вес всего вашего тела в каждый удар, делая его максимально мощным.

Пресс (передняя часть корпуса — мышцы живота)

Мышцы живота образуют очень мощный набор мышц, которые скрепляют ваше тело в единое целое. Пресс позволяет подключать силу, порожденную всеми вашими конечностями, в один мощный и сокрушительный удар.

Спина (задняя часть туловища — наклон при ударах)

Роль мышц спины также состоит в скреплении вашего тела в единое целое и объединении мускульных усилий, производимых отдельными конечностями. Так же мышцы спины участвуют в скручивании при нанесении удара — тем самым усиляя удар. Мышцы спины удерживают корпус тела при столкновении кулака с ударной поврхностью тем самым не давая уменьшить силу удара прогибом назад.

Плечи (выносливость рук)

Плечи очень важны для продолжительного нанесения ударов. Так же плечи производят мускульные усилия, необходимые для поступательного движения при ударе рукой. Как правило, когда руки боксера слишком устают, чтобы проводить удары или удерживать защиту головы, то причина кроется именно в усталости плеч.

С точки зрения физиологии, мышцы плеч удерживают на весу всю руку целиком. Если вы хотите нанести больше ударов чем ваш противник и быть способными держать руки в положенном месте в течение более длительного периода времени, крайне необходимо тренировать выносливость плечевых мышц. Не стоит стремиться сделать плечи максимально сильнее и больше — производимый ими вклад в силу удара значительно меньше по сравнению с вкладом работы ваших ног.

Руки (мощь и скорость)

Именно руки отвечают за силу ударов. Самой важной функцией рук при нанесении удара является передача произведенных мускульных усилий противнику посредством удара рукой. Сама рука лишь частично отвечает за создание мускульных усилий — и большую часть этим заняты ноги и спина — мышцы поясницы. Основная функция рук — передача собранных вашим телом усилий вашему противнику в виде удара!

Таким образом, основная функция рук — вытянуться вперед и коснуться противника. Руки производят удар, а не силу удара. Далее вы убедитесь, как важно иметь быстрые, а не мощные руки. Быстрые разгибания рук обеспечивают скорость удара. Скорость позволяет вам незаметно для противника провести удар в обход его защиты. А сгибание рук в локте обеспечивает быстрый переход в оборону после атаки.

Трицепсы обеспечивают скорость прямых ударов. Бицепсы ответственны за скорость и разгибания рук во время хуков и апперкотов. Не увлекайтесь прокачкой рук, сделав их массивными; лучше сделайте их жесткими и быстрыми, тогда вы сможете проводить быстрые комбинации жестких ударов ударов. Нижняя часть тела создает силу удара, а руки его посредник!

Грудные мышцы

Их наиболее важные функции состоят в соединении мышц плеч и рук, в единую систему. Помимо этого, они дают наибольший вклад в силу удара из всех мышц верхней части туловища.

Мелкие мышцы

Мышцы шеи служат для обороны от ударов противника. Многие бойцы укрепляют мышцы шеи, чтобы голова не болталась после ударов. Мышцы предплечья ответственны за сжатие ладони в кулак. Более крепкий кулак означает, что удар будет более жестким. В тоже время, крепкий кулак означает меньшую вероятность получить травму руки, потому что кости зафиксированы и места для их смещения недостаточно.




Что значит сильный удар — каким должен быть сильный удар ?

Каким должен быть сильный — нокаутирующий удар ?
  • В удар должна быть вложена и передана в виде удара масса и энергия всего тела, удар должен быть жёстким.
  • При соприкосновении с ударной поверхностью ни одна часть тела не должна быть чересчур расслаблена и уходить назад при целью.
  • Удар должен быть нанесен кулаком а не кистью или предплечьем — чтоб ударной поверхностью были кости.
  • Максимальная сила сжатия кулака должна быть в момент попадания по цели.
  • удар должен быть быстрым и желательно не заметным для противника.

Как правильно наносить удар рукой

Наиболее важными критериями для постановки и развития сильного удара считается: высокая «взрывная» сила, точность попадания удара в цель и развитие максимальной скорости. Развитие силы удара также обусловлено владением техникой своевременного расслабления и напряжения мышц. Имеется ввиду способность мышц руки из расслабленного состояния, в начале совершения удара, переходить в состояние максимально напряжения, в момент достижения цели. Расслабление мышц помимо этого положительно сказывается и на экономии сил атакующего.

В стойке колени должны быть слегка согнутыми и одна нога должна немного выходить вперед

При нанесении удара колени должны быть слегка согнутыми, а вес тела переноситься вперед

Бедра разворачивайте в сторону соперника, одновременно с нанесением удара

Полное движение корпусом при ударе, при близком выбросе руки эффективнее

Никогда не тянитесь вперед, резко поворачивайте туловище

При замахе не отводите руку назад, это увеличивает потерю времени для нанесения неожиданного удара, замах руки очень заметен для вашего противника и дает ему возможность принять защитные действия.

Кулак при ударе необходимо сжать максимально сильно, в противном случае вы рискуете травмировать руку и нанести менее жесткий удар.

При нанесении удара делайте выдох.

Все перечисленные требования необходимо выполнять последовательно и в тоже время практически одновременно.

Как бить быстро и жестко

Отработка ударов и техника нанесения удара руками от чемпиона по боям в смешанных единоборствах Федора Емельяненко

Постановка и отработка боксерских ударов

Постановка удара в боксе — постановка джеба — прямой удар рукой (левый прямой)

Как поставить боковой удар рукой хук — боковые удары в боксе

Отработка ударов на груше — боксерском мешке

Отработка ударов на мешке, желательно на нескольких мешках: тяжёлым и мягким (для силы удара), тяжёлым и твёрдым (сила, так же жёсткость удара). С маленькими мешками лучше работать быстрыми сериями — скорость удара и выносливость.О том как выбрать боксерский мешок выбрать для отработки ударов, читайте здесь.

При правильной постановке техники ударов, хорошо набитых кулаках и правильной постановке кулака можно работать в одних бинтах по весьма жёсткому мешку, без травм. Главное, не проваливать удар в мешок, а как бы сразу отдёргивать руку, как бы колоть — жалить как говорил Мохамед Али. Желательно тренировать обе руки и удары с любых положений, бить любыми типами ударов. Удар должен быть коротким не размашистым и проходить по оптимальной траектории. Как поставить технику удара смотрите в приведенном ниже видео.

Постановка и отработка ударов руками

Постановка и отработка комбинаций ударов

Как тренировать силу удара

В боксе, для увеличения силовых показателей ударов боксера предусмотрены различные методы развития силы и комплексы специализированных упражнений.

Наиболее эффективные упражнения для увеличения силы удара

Физические упражнения, которые помогут развить сильный удар — «ОФП»

Основные упражнения, развивающие верхние группы мышц:

Отжимания развивают: трехглавые мышцы плеча — трицепс, большие грудные мышцы, дельтовидные мышцы, двуглавые мышцы — или бицепс, передние зубчатые мышцы, большие ягодичные мышцы, мышцы брюшного пресса.

Для развития мощного и жесткого удара необходимо практиковать четыре вида отжиманий:

  • отжимания на ладонях — руки на уровне плеч
  • отжимания на кулаках — руки на уровне плеч
  • отжимания на пальцах — руки на уровне плеч
  • отжимания на ладонях с хлопками — руки на уровне плеч

Как тренировать силу удара — отработка и постановка ударов руками

Упражнения для развития силы удара — Отжимания на ладонях
отжимания на ладонях — упражнение для развития силы удара

отжимания на ладонях — руки на уровне плеч способствуют развитию массы и силы мышц груди и трицепсов. Данный вид отжиманий выполняется медленно с выдохом в нижней точке и задержкой на 1 — 2 секунды в верхней и нижней точке. Спина должна быть ровной — мышцы поясницы напряжены. Ноги максимально сведены вместе. Выполняйте по 2 — 3 подхода за тренировку — максимальное количество раз.

Отжимания на кулаках

Основное назначение отжиманий на кулаках укрепление кистей рук. При отжиманиях задействованы все те же мышцы что и при отжиманиях на ладонях но в таком положении рук кисти получают иную нагрузку и прорабатываются мышцы кисти которые задействованы в сжатии кулака и удержании запястья в необходимом положении. Так же набиваются кости кулака, становятся жестче и несколько увеличиваются.

Данный вид отжиманий выполняется медленно с выдохом в нижней точке и задержкой на 1 — 2 секунды в верхней и нижней точке. Спина должна быть ровной — мышцы поясницы напряжены. Ног максимально сведены вместе. Выполняйте по 2 — 3 подхода за тренировку — максимальное количество раз.

Отжимания на пальцах

Данный вид отжиманий как и все отжимания полезен для укрепления плечевого пояса, грудных мышц, мышц пояса (пресс и поясничные мышцы), также при отжиманиях активно работают мышцы спины, шеи. В отжиманиях на пальцах очень активно работают мышцы предплечий, кистей рук, пальцев, укрепляются соответствующие связки и суставы.

Такой тип отжиманий активно способствует укреплению кисти рук что крайне необходимо при сильном ударе, иначе при сильном ударе вы просто напросто травмируете руку — сломаете пястную кость либо синовиальный сустав. С такой травмой не возможно продолжать бой данной рукой и скорее всего этот бой закончится вашим поражением.

По этому если вы не хотите оказаться в подобной ситуации я вам рекомендую включить отжимания на пальцах хотя бы один раз в неделю по 2 — 3 подхода.

Отжимания с хлопком

Отличное упражнение для развития взрывной силы и скорости. Задействованы все те же мышцы что и при отжимании на ладонях, но суть упражнения в том что мышцы сокращаются очень быстро и интенсивно что способствует наработке резкого и мощного выталкивания от себя. Так же мощно работают мышцы пресса и поясницы, они жестко фиксируют тело в прямом положении.

Отжимания с хлопком нужно делать энергично, отталкивайтесь руками максимально сильно и быстро. Мощно отталкивайтесь от пола, делайте хлопок и быстро возвращайте руки на пол, чтобы аммортизировать движение вниз. Тело держите прямым – мышцы пресса и спины в напряженном состоянии. При выполнении отжиманий с хлопком делайте упор на максимальную скорость. Делайте данное упражнение по 2 — 3 подхода 1 — 2 раза в неделю.

Выталкивание штанги

Очень эффективное упражнение выталкивание от груди в стоячем положении, грифа от штанги (20-25кг) — вперёд от себя на уровне подбородка. Также можно использовать резину — эспандер — тугие жгуты, привязать их к чему-то на расстоянии ширины плеч, закрепить концы в руках, встать спиной к месту привязи и бить через сопротивление резинок.

Развитие силы мышц ног

Приседания с весом, прыжки в высоту, прыжки на скакалке.

Развитие силы мышц ног играет важную роль для тренировки сильного удара. Так, точный удар в область подбородка, при одновременном задействовании мышц ног, дает сильнейшее воздействие на соперника. Развитие силы удара на 60% обусловлено движениями ног и корпуса.

Наиболее эффективными методами развития мышц ног являются:

Приседания со штангой;Бег в гору или по лестнице, бег с препятствиями;Прыжки в высоту и в длину, прыжки на скакалке.

Подтягивания

Подтягивания — развивают группы мышц верхней части тела: широчайшие, бицепсы, грудные мышцы, верхняя часть спины, мышцы брюшной стенки, предплечья.

Подтягивания нужно делать двух видов — медленные и быстрые на взрыв. Руки при подтягиваниях необходимо держать чуть шире плеч. При желании можно вешать на пояс отягощения. Старайтесь подтянуться как можно большее количество раз.

Медленные подтягивания — хват ладонями от себя, медленно — спокойно подтянитесь вверх, подбородок должен подняться выше перекладины, при подъеме делайте выдох при опускании вдох, задержитесь в верхнем положение на 1 секунду после чего опуститесь, в нижней точке не разгибайте руки до конца — руки должны разгибаться примерно на 95%, задержитесь в нижнем положение на 1 секунду после чего делайте подъем. Делайте минимум по два подхода за тренировку, максимальное количество раз. Данное упражнение развивает мышцы спины на силу.

Подтаивания на взрыв — делаются практически так же как и медленные подтягивания с единственным отличием что подьем вверх нужно делать с максимальной силой и скоростью.

Хват ладонями от себя, резко со всей силы подтянитесь вверх, подбородок должен подняться выше перекладины, при подъеме делайте выдох, после чего спокойно опуститесь, в нижней точке не разгибайте руки до конца — руки должны разгибаться примерно на 95%, после достижения нижней точки виса сразу же делайте следующий подъем.

Делайте минимум по два подхода за тренировку, максимальное количество раз. Данное упражнение развивает мышцы спины, выносливость и взрывную силу — способность концентрации и выброс энергии.

Броски мяча

Для упражнения потребуется тяжелый мяч с песком, который используют боксеры на тренировках. Если его нет, попробуйте сделать самодельный мешок с песком. (данное упражнение можно заменить ударами кувалдой по покрышке).

Исходное положение: ноги на ширине плеч, корпус прямо. Поднимите мяч высоко над головой. С силой бросьте — ударьте мяч об пол. Повторите упражнение не менее 15 раз за подход.

Приседания с прыжком

Исходное положение: встаньте ровно, ноги на ширине плеч, руки по бокам. Присядьте до уровня, когда колени станут на одном уровне с бедрами. С максимальной силой выпрыгните вверх, при этом поднимая руки вверх. Повторяйте прыжки до тех пор, пока не закончатся силы.

Подъем гири

Упражнения с гирей очень полезны для укрепления кистей рук, плеч, дельтовидных мышц и увеличения мышечной массы.

Подъем гири вперед

Расставьте ноги чуть шире плеч. Возьмите гирю одной рукой, опустите её между ног на выпрямленной руке — гиря должна быть на весу. Согните ноги слегка в коленях и резко рваните гирю вперед, до уровня в 90 градусов по отношению к корпусу, то есть вы должны держать гирю перед собой на вытянутой руке. В самой верхней точке спина должна быть прямая. Задержите руку в горизонтальном положении на 1 — 2 секунды. Повторите до десяти подъемов гири одно рукой. Затем поменяйте руку.

Подъем гири вверх

Упражнение аналогично предыдущему, с той лишь разницей, что гиря теперь поднимается над головой. Через 10-15 повторений меняйте руку.

Подъем гири вверх от плеча

Гирю поместите между ног. Положите руку на нее, отставив бедра назад. Резко рваните вверх, расположив руку так, чтобы закинуть гирю на плечо. Теперь используйте толчок, чтобы поднять ее над головой. Вернитесь в исходное положение. Делайте по десять подъемов гири одной рукой.

Развитие «взрывной» силы удара видео

7 упражнений для увеличения силы удара
Лучшие боксерские упражнения с блином

Другие рекомендации по увеличению силы удара

Регулярно используйте кистевой эспандер. Купите самый жесткий ручной эспандер и работайте попеременно, обеими руками. Обязательно нужно сжимать эспандер резко, прикладывая всю силу. Упражнение помогает развить межпальцевые мышцы и предплечья. В итоге кулак станет крепче и жестче .

Не менее эффективны упражнения с кувалдой. Возьмите кувалду и начинайте наносить удары по автомобильной покрышке. Во время выполнения упражнения активизируются именно те мышцы, которые участвуют при нанесении ударов. Удары следует наносить не за счет движения спины а максимально за счет силы рук

Нарабатывайте удары на «лапах». Бейте так, словно мишень находится на несколько сантиметров дальше лапы. Старайтесь как будто пробить снаряд насквозь. Это упражнение поможет не развить скорость удара, бить сильнее, отработка серии ударов.

Развить скорость и резкость поможет упражнение «бой с тенью». Выполняйте упражнение ежедневно, не менее десяти минут.

Самыми эффективными считаются удары, которых противник не ждет и не видит. Бить нужно неожиданно, чтобы противник не успел среагировать.

Все перечисленные упражнения помогают развить силу удара, сделать мышцы и сухожилия рук крепче, а также выносливее. При регулярном их выполнении результат будет заметен уже через несколько месяцев.

Развитие специальной силовой выносливости

Если вам интересна вспомогательная информация о выносливости и методике ее развития у боксеров, вы можете посмотреть и почитать эту статью Выносливость и методика ее развития

Надеюсь статья помогла вам получить достаточную информацию о развитии силы удара. Не забывайте регулярно тренироваться.

Ставьте лайки, делайте репосты!

Как увеличить силу удара рукой

 

В данной статье рассматривается способ увеличения силы удара рук с помощью выполнения отжиманий от пола. Данный тип тренировок позволяет существенно увеличить силовые показатели. При должном подходе к занятиям сила удара возрастает в 2 раза! Вы сможете это применить в любом рукопашном бою.


Самый мощный удар рукой – прямой. Его сила зависит от массы тела и скорости, с которой он наносится. Вычислить то, какой силы будет ваш удар очень просто с помощью специальной формулы: 30 процентов от массы тела и есть предполагаемая сила. Однако данная формула не совсем верна. Многие профессиональные спортсмены, к примеру боксеры, имеют удар, показатели которого значительно превышают вес их тела. С чем это связано? За счёт чего это достигается?

Углубимся в школьный курс физики, в котором говорилось что сила – это масса, помноженная на ускорение, с которым движется тело. Из этого имеем вывод, что для увеличения силы необходимо увеличивать один или оба этих показателя. К примеру в карате делается упор на развитие скоростных показателей и реакции. Каждый вид спорта имеет различные способы достижения одной цели – рост ударной мощности.

Масса тела, вкладываемая в удар – важнейший показатель, и его можно увеличивать за счёт силовых тренировок. Два человека с одинаковым весом могут иметь различную силу при ударе кулаком за счёт достижения различной скорости. Поэтому работа над скоростным показателем поможет значительно повысить силовые качества, при этом не набирая избыточную массу.

Для хорошей ударной техники необходимо иметь развитые мышцы. В первую очередь это мышцы груди, трицепсы, широчайшие спины.

Развитие этих мышечных групп очень легко осуществить, ведь для этого необходимо выполнять простые упражнения, имеющие элементарную технику, которая позволяет применять их человеку любого уровня подготовки. Для достижения двукратного прогресса необходимо отжиматься около ста раз. Для выполнения мощного удара необходимо правильно двигать руку в динамике, и в этом вам помогут отжимания на кулаках.
Отжиматься лучше не на ладонях, а на кулаках. Это сосредотачивает всю нагрузку в нужном месте.

Программа для увеличения силы удара

Программа тренировок, которая станет ключом к быстрому увеличению силы удара.

На первой неделе занятий не стоит сильно нагружать себя, а посмотреть, как организм реагирует на нагрузку. Оптимальным вариантом для этого является выполнение 10 отжиманий в подходе.

день 1: утреннее время - 3 подхода, дневное время - 4 подхода, вечернее время - 5 подходов;

день 2: утреннее время - 4 подхода, дневное время - 5 подходов, вечернее время - 6 подходов;
день 3: 4, 5, 6;
день 4: 5, 6, 7;
день 5: 4, 5, 6;
день 6: 3, 4, 5;
день 7: отдыхайте.


На второй неделе нагрузку можно повысить – 20 отжиманий в подходе.
1 день: 2, 3, 4;
2 день: 3, 4, 5;
3 день: 4, 5, 6;
4 день: 4, 5, 6;
5 день: 3, 4, 5;
6 день: 2, 3, 4;
7 день: отдыхайте.


Третья неделя – планомерно повышайте количество отжиманий.
день 1: 2 подхода по 25 раз; 3 подхода по 25 раз, 4 подхода по 30 раз;
день 2: 2 подхода по 25 раз, 3 подхода по 25 раз, 4 подхода по 30 раз;
день 3: 2 подхода по 26 раз, 3 подхода по 26 раз, 4 подхода по 31 разу;
день 4: 2 подхода по 27 раз, 3 подхода по 27 раз, 4 подхода по 32 раза;
день 5:2 подхода по 28 раз, 3 подхода по 28 раз, 4 подхода по 33 раза;
день 6: 2 подхода по 29 раз, 3 подхода по 29 раз, 4 подхода по 34 раза;
день 7: отдыхайте.
 

Четвертая неделя станет для вас последней, на ней уже заметен огромный прогресс по сравнению с началом.
день 1: 35 раз, 36 раз, 37 раз;
день 2: 2 подхода по 30 раз, 3 подхода по 30 раз, 1 подход 38 раз;
день 3 : 2 подхода по 30 раз, 3 подхода по 30 раз, 4 подхода по 30 раз;

день 4 : 3 подхода по 30 раз, 4 подхода по 30 раз, 5 подходов по 30 раз;
день 5 : 35 раз, 36 раз, 37 раз;
день 6: 38 раз, 39 раз, 40 раз;
день 7: отдыхайте.

После этого вы можете дать своим мышцам отдохнуть. При тестовом подходе вы заметите, что вы гораздо легче принимаете раньше недостижимую для вас нагрузку. Те, кто не мог сделать на кулаках и десяти раз, смогут выполнять до пятидесяти. Упражнения для силы удара рукой необходимо выполнять регулярно и согласно программе, иначе результат не будет такой как должен быть.


Данный тип отжимания имеет существенные различия с классическим способом и имеет весьма узкую направленность. С его помощью вы значительно повысите ударную силу рук, но при этом ваша общая выносливость останется прежней. При постоянном и неукоснительном следовании программе вы увидите реальный прогресс! Приступив к занятиям сейчас, уже через короткий срок вы увидите, как ваши руки способны на гораздо большее. Для занятий не нужно никакого оборудования – лишь ваше желание самосовершенствоваться.

Как увеличить мощь и силу удара

Понятие «сила удара» не равнозначно «скорости удара» и подразумевает концентрацию силы во взаимодействии со скоростью. Мощный и сильный удар, нанесенный молниеносно может полностью изменить ход боя и стать нокаутирующим.

Развить силу и мощь удара вполне реально. Для этого нужно выполнять специальные упражнения, которые разительно увеличивают способность к поражающему удару.

Качества, которые необходимы спортсмену для выполнения поставленных задач:

  • терпение;
  • убежденность в своих силах;
  • способность целенаправленно идти к поставленной цели;
  • сила воли.

Зачастую сила удара зависит от нескольких факторов:

  1. техники удара;
  2. выносливости мышц и предела максимальных нагрузок;
  3. наследственности.

Упражнения для развития силы удара

В зависимости от изменения характера удара, задействуются разные группы мышцы. При нанесении бокового хука в ход идут трицепс и грудные мышцы, при апперкоте работают бицепс, трицепс, грудные мышцы, а также мышцы спины и поясничного отдела. Установлено, что в боксе сила удара зависит от ног, и только потом приходят в действие мышцы рук.

Основные упражнения:

  • Отжимания на ладонях с малым расстоянием между руками. Таким способом укрепляется трицепс, который играет основную роль в нанесении сильного и мощного удара. Руки рекомендуется расположить параллельно подбородку с образованием треугольника, до которого при выполнении упражнения должен дотрагиваться лоб.
  • Отжимания на кулаках с малой дистанцией между руками, которые рекомендуется расположить на уровне груди. Такая позиция способствует укреплению трицепса.
  • Отжимания на кулаках в широком положении. При таком упражнении задействуется не только трицепс, но и грудные мышцы, которые вступают в работу при боковом ударе.
  • Работа с гантелями. Используя небольшой вес, который не вызывает лишней нагрузки на суставы, рекомендуется выполнить по 200 ударов разного характера: прямые, боковые, нижние удары.
  • Прыжки на скакалке разогревают мышцы ног, которые оказывают непосредственное влияние на силу удара. Упражнение лучше выполнять не более 3 мин.
  • Далее рекомендуется отработка ударов на груше.

Хороший удар должен быть не только сильным, но и точным. При выполнении серии ударов нужно не забывать о скоординированной работе рук, плеча, спины и ног. Для того, чтобы удар был мощным и сильным, лучше всего его проводить в динамике. Скорость дает дополнительную силу.

Все упражнения нужно проводить плавно и до полного изнеможения. В таком случае мышцы растут, что способствует достижению поставленной цели.

Использование разных предметов при увеличении силы удара

Упражнения на увеличение силы удара можно проводить не только в спортзале под руководством тренера, но и самостоятельно в домашних условиях, используя окружающие предметы. Для этих целей отлично подойдет резиновая шина и металлическая кувалда. Нанося удары по покрышке, вступают в работу трицепс, мышцы груди и спины, а также ноги.

Для тренировки кистей рук рекомендуется воспользоваться экспандером. Степень жесткости тренажера необходимо увеличивать постепенно по мере укрепления руки.

Важным моментом является правильное питание боксера, в котором не должно присутствовать жирной пищи, а количество белка и клетчатки рекомендуется увеличить.

Все умения необходимо оттачивать не только на тренажерах, но и в бою. Тренируясь в спарринге, боксер видит свои пробелы в развитии силы рук, учится правильно ориентироваться на ринге, а также рассчитывать расстояние до соперника для нанесения мощного удара.

Выбор правильного спортклуба – гарантия успеха

Центр единоборств «LESTA» в Москве проводит запись на тренировки по боксу. Мы предлагаем индивидуальный подход к каждому спортсмену, а также разработку комплекса упражнений в соответствии с уровнем физической подготовки.

Опытные мастера помогут увидеть проблему в постановке удара и порекомендуют, как увеличить силу и мощь удара, так необходимые в ринге. Следуя советам наставников, спортсмен развивает бойцовские качества, необходимые для покорения спортивного пьедестала.

Сила удара рукой: техника, советы, как увеличить

Ты тут же подумаешь, что нужно увеличивать общий вес тела (набрать массы), чтобы бить не хуже. А вот и нет. Для увеличения силы удара кулаком необходимо осознать, из чего она образуется. Об этом и поговорим.

Заруби на носу

Читай также: Сила удара в кг: ТОП-5 убойных примеров

Одной только скорости для нанесения сильного удара недостаточно. Необходимо вложить весь свой вес, только тогда будет результат.

Не распрямляй руку полностью при ударе — чтобы не вывихнуть суставы. Наноси удары под разными углами.

Стопы:

  1. должны находиться чуть шире плеч;
  2. пятка поднимается в первую очередь;
  3. стопу при ударе необходимо разворачивать в сторону движения руки;
  4. при ударе правой рукой левая стопа находится на месте, а пятка правой приподнимается и наоборот.

Другие особенности

  1. Колени должны быть слегка согнутыми, вес тела переносится вперед.
  2. Бедра разворачивай в сторону соперника, одновременно с нанесением удара.
  3. Полное движение корпусом при ударе, при близком выбросе руки эффективнее.
  4. Никогда не тянись вперед. Резко поворачивай туловище.
  5. При замахе не отводи руку назад — соперник догадается о маневре.
  6. Кулак при ударе необходимо сжать максимально сильно.
  7. При каждом ударе делай выдох.

Смотри обучающее видео, как правильно бить рукой:

Как увеличить силу удара: упражнения

1. Набивание Мяча

Найди тяжелый мяч, который используют боксеры на тренировках. Если его нет, воспользуйся баскетбольным. Делай следующее:

  • ноги на ширине плеч, корпус прямо. Подними мяч высоко над головой. С силой ударь мяч об пол и поймай после отскока. Повтори упражнение не менее 15 раз.

2. Приседания с прыжком

Читай также: Увеличить силу и скорость удара: методика муай тай

1. Исходное положение: встань ровно, ноги на ширине плеч, руки по бокам;
2. Присядь до уровня, когда колени станут на одном уровне с бедрами;
3. Максимально выпрыгни вверх, поднимая при этом руки;
4. Повторяй прыжки до тех пор, пока не закончатся силы (для лучшего эффекта можно взять в руки гантели).

Мышцы ног

Новичок, знай: для развития сильного удара нужно начинать с развития мышц ног. Они играют большую роль при выполнении удара. Максимально развить мускулатуру ног помогают приседания с отягощением.

Мышцы верхней части тела

Что касается верхней части тела, то тут для мощного удара большую роль играют: трицепсы, мышцы спины и плечи.

Основные упражнения, развивающие эти группы мышц:

  1. подтягивания;
  2. отжимания на кулаках;
  3. обратные отжимания;
  4. подъем гири (вперед, вверх).

Источник: depositphotos.com

И еще пара советов

Читай также: 24 правила бойца

1. Регулярно используй кистевой эспандер. Купи самый жесткий снаряд, и работай попеременно, обеими руками. Обязательно нужно сжимать эспандер резко, прикладывая всю силу. Упражнение помогает развить межпальцевые мышцы. В итоге кулак начнет больше весить, и сила удара, соответственно, вырастет.

2. Каждый день прыгай на скакалке, высоко поднимая бедра. Старайся коленями достать до грудной клетки.

3. Не менее эффективны упражнения с кувалдой. Возьми инструмент (это лучше делать возле гаража), и начинай наносить удары по ненужным покрышкам. Во время выполнения упражнения активизируются именно те мышцы, которые работают при ударе.

Источник: youtube.com

4. Работай с партнером на “лапах“. Бей так, словно мишень находится на несколько сантиметров дальше цели. Старайся словно пробить снаряд насквозь.

  • Непосредственно перед попаданием в цель движение руки замедляется, удар становится не таким эффективным. А это упражнение поможет не терять скорость и бить противника сильнее.

Читай также: Жирный удар: боксерская тренировка для сжигания калорий

5. Самыми эффективными считаются удары, которых совсем не ждешь. Бить нужно неожиданно, чтобы противник не успел среагировать. Поэтому всегда атакуй без подавания малейших на то знаков.

6. Для развития взрывного удара, можно отжиматься на кулаках и ладонях с отрывом от пола. Достаточно трех подходов по десять раз.

Как увеличить силу удара кулаком в домашних условиях?

Не имеет значение, занимаетесь ли вы спортом профессионально, либо просто для себя, в любом случае при поединках важна сила удара. Даже в уличной драке сила может решить исход мероприятия. Как же увеличить силу удара кулаком в домашних условиях? Разберём в данной статье. Сила удара кулаком зависит от жёсткости самого удара и от того, на сколько он был точным. Необходимо весь вес тела направлять в кулак. Главное — это уметь всю энергию вкладывать в кулак. Лучше нанести несколько точных хуков, чем много быстрых.

Как увеличить силу удара кулаком?

Чтобы увеличить силу удара кулаком в домашних условиях необходимо потренировать мышцы. Благодаря подтянутым различным мышцам у вас получится вложить всю энергию именно в кулак. Также важна сама техника хука. Для увеличения силы удара в домашних условиях необходимо выполнять несколько простых упражнений.

Тренировки для увеличения силы удара.

Есть множество упражнений, которые способны укрепить мышцы рук: жим лёжа, отжимания, занятия на брусьях. Но данные упражнения не гарант увеличения силы. Также следует обратить внимание на специальные тренировки, которые помогут увеличить силу.

Удары кувалдой.

Данное упражнение поможет вам концентрироваться на распределении вашей энергии. Благодаря осуществлению ударов кувалдой по покрышке вы будете направлять всю силу в руку. Для выполнения этой тренировки вам необходим молот и покрышка. Рекомендуется делать от 100 ударов за один подход. Количество повторений будет зависеть от ваших целей тренировки. Обратите внимание, что это достаточно тяжелое упражнение, и оно задействует множество групп мышц.

Утяжелители.

Второй способ для увеличения силы удара рукой — это использование утяжелителей. Для этого упражнения возьмите 2 кг гантели. Такой бой можно проводить с невидимым соперником, делая 3 раунда по 3 минуты. При тренировке отрабатывайте разные виды ударов: прямые, боковые, с низу. Также можно проводить тренировки со штангой или грифом.

Купить манекен

Для тренировки можно использовать гири от 10 до 16 кг. Выполняйте с гирей жимы от груди, восьмёрки и другие упражнения. Обратите внимание, что тренировки с гирей следует проводить на разгибание.

Впишите в свои тренировки стойку на кулаках. Она поможет укрепить ваши кисти. Попытайтесь стоять на кулаках 5-7 минут.

Набивание мяча.

Для выполнения данного упражнения вам понадобится тяжёлый мяч.

  • Возьмите его и встаньте прям, поставив ноги на ширине плеч.
  • Поднимите мяч вверх.
  • Сильно бросьте мяч на пол и поймайте после отскока.
  • Повторите упражнение около 15 раз.

Купить боксёрскую грушу

Приседания.
  • Примите ровное положение стоя.
  • Присядьте так, чтобы колени были на уровне с бёдрами.
  • Максимально совершите прыжок вверх, поднимая руки.
  • Повторяйте прыжки сколько можете.

Броски мяча.
  • Встаньте боком к стене справа.
  • Мяч положите слева.
  • Ударьте ногой мяч о стену и поймайте его.
  • Сделайте 20 повторов.
  • Выполните те же действия, положив мяч рядом с правым бедром.

В целом сила удара — это вес, умноженный на скорость. Поэтому для её увеличения важно поработать со скоростью и массой руки. Также в хуке важна точность и жёсткость. Хук начинается с ноги, и сила переходит далее вверх, достигая кисти руки. Поэтому, если вы хотите пробивать удар, тренировать нужно и скорость, и мышцы, задействованные в хуке: ноги, руки, грудь, живот, спину, плечи и технику нанесения удара.

Увеличить силу удара в домашних условиях не очень легко. Для этого потребуется выдержка и регулярное выполнение всех упражнений.

Будзинкан Москва

Как увеличить силу удара

 

Часть 1

Все мы знаем, что, если участвовать в схватках достаточно много, на нашу долю будут доставаться удары, причём почти всё время, пока длится наша карьера мастеров боевых искусств.

Большинство предпочло бы получить удар от того бойца, который поменьше и постройнее, а не от толстого здоровяка. Но вот уверены ли вы в том, что удар от меньшего из бойцов будет менее травмирующим?

 

Увеличение мощности удара

Люди склонны использовать слово масса как синоним веса. Когда мы говорим, что какой-то предмет массивен, мы обычно подразумеваем, что он тяжёлый. Заметим, что в физике масса определяется как количество материи, заключённой в предмете. Масса тела, кроме того, является мерой инерции предмета. Инерция означает способность предмета сопротивляться изменению движения. Чем тело массивней, тем его инерция больше. Это важный момент для концепции силы в боевых искусствах, поскольку того бойца, который обладает большей массой, много труднее остановить противнику меньшей массы.

Если массивный предмет приведён в движение, то потребуется значительная сила, чтобы остановить его. Одним из тех принципов, на которые опирается мощь ударов рук и ног, является посыл тела вслед за ударом. Другими словами, удар получится мощным, если в него вложить вес своего тела. Если вы интересуетесь боксом, то вам, без сомнения, время от времени приходилось слышать, что «этот боксёр толкает рукой». Выражение означает, что удары боксёр наносит, не вкладывая в них вес своего тела, поэтому удары особого вреда противнику не наносят. У любого человека тело гораздо массивнее просто кулака, поэтому, если удар может продолжать движение всего тела, то бьющий сможет вложить в удар значительную силу. Удар может сопровождаться шагом вперёд или поворотом всего корпуса вокруг ступни и бедра в направлении удара.

Итак, мы видим, что масса является преимуществом, поскольку участвует в создании количества движения. Если вы научитесь использовать вес тела, удары будут более мощными, нежели в том случае, когда вы будете полагаться только лишь на силу мускулов саму по себе. Количество движения также возрастает всякий раз, как вы прибавляете движения в направление удара.

Чтобы добавить в удар момент количества движения всего тела, приём следует начинать из нижней части тела. В усталом состоянии мы ощущаем, что ноги как бы запаздывают. Это ещё одна причина к тому, чтобы работать над силой ног: ноги используются для посыла вперёд. Поэтому если движение началось из верхней части тела, то нарастить силу удара вам не удастся, поскольку верхняя часть тела будет работать на «волочение нижней части тела».

Чтобы увеличить силу ударов, вы должны в удары включать движение. Но когда вы приводите предмет в движение, а затем пытаетесь остановить его, то обязаны бороться с инерцией. Вы опять приводите предмет в движение, и опять же необходимо преодолеть инерцию.

Борясь с инерцией, вы тратите энергию, что отрицательно сказывается на силе. Отсюда вывод: если вы наносите удар в движении, то надо продолжать это движение сквозь мишень, не останавливаясь в промежуточных фазах (провожать удар).

 

Увеличение скорости удара

Скорость часто подменяют быстротой. Разница здесь в том, что когда говорят «скорость», то имеют в виду также и направление, а когда говорят о быстроте, то просто имеют в виду темп происходящего события, насколько оно быстро происходит. Взгляните на следующее уравнение:

Количество движения = масса (вес) х скорость

Давайте, для простоты, будем говорить, что при ударе боец передаёт количество движения в 450 единиц. Пусть также вес бойца равен 90кг. Какая у него скорость? В цифрах это выглядит так: 450=90 х 5. Если вес бойца меньше и равен, скажем, 45кг, то для того, чтобы он смог набрать такое же количество движения, равное 450, его скорость должна быть побольше: 450=45 х 10. Итак, боец-легковес должен двигаться быстрее, чтобы набрать равное с бойцом-тяжеловесом количество движения.

Сила удара будет тем больше, чем большую скорость удастся набрать на имеющемся расстоянии. Вот почему удары, когда их наносят сзади стоящей ногой, оказываются более мощными, чем удары, которые наносят впереди стоящей ногой: расстояние до цели больше.

Принципы, на которые опирается мощь, зачастую выглядят взаимоисключающими. Например, считается, что лучше быть тяжеловесом, чем легковесом, но наряду с этим также бесспорно, что лучше быть подвижным, нежели медлительным. Ясно, что тяжеловесу набрать скорость труднее, чем легковесу. Если вы тяжелее противника, то должны постараться обратить в свою пользу преимущество в весе, пока оно не стало обузой.

Тяжеловес обычно обладает преимуществом на ближней дистанции, на которой легковесу трудно противостоять ему за счёт мускульной силы. Удары с очень короткого расстояния из-за недостатка пространства теряют в силе. Удар же, который наносится со слишком большой дистанции, теряет в пробивной способности.

Скорость рук зависит от многих факторов. Некоторые люди от рождения наделены способностью наносить удары быстрее других. Но, как и большинству вещей, развивать высокую скорость при ударе можно научиться, для чего надо много и прилежно тренироваться.

Чем менее вы расточительны в движениях, тем более быстрым получается удар. Избегайте наносить размашистые удары или замахиваться, чтобы нанести удар. В том случае, когда одна рука возвращается, другая должна начинать движение вперёд. Это выглядит так, будто руки помогают одна другой. Кроме того, сократятся промежутки между ударами.

С чем большей скоростью вы наносите первый удар, тем более быстрым будет движение, которое сохранится в комбинации ударов. Это происходит потому, что первый удар задаёт темп. На то, чтобы увеличивать скорость по ходу комбинации, потребуется больше энергии, чем если просто поддерживать в комбинации уже заданную первым ударом скорость.

Одна из причин замедления скорости рук – неспособность к релаксации верхнего плечевого пояса и корпуса. Как бы мы ни были готовы к удару, у тела есть естественное свойство напрягать мышцы, которые участвуют в этом ударе. Это напряжение мышц сдерживает скорость и мешает нам вложить всю мощь в удар по выбранной цели. Другими словами, мы попадём по цели, но кое-какая часть в мышцах останется. Удар рукой будет скорее похож на толчок.

 

Часть 2

 

Несокрушимая комбинация

Как мы уже упоминали ранее, быстрота есть мера того, как быстро вы движетесь, в то время как скорость – это не только мера быстроты движения, но и указатель направления движения. Ускорение по определению – это скорость изменения скорости.

В боевых искусствах, чем быстрее вы можете ускориться в том направлении, в котором нанесите удар рукой или ногой, тем большей мощностью будет в результате обладать удар. Это можно объяснить, используя простое уравнение:

Сила = масса х ускорение

Разберём простой пример, пусть нам известно, что сила равна 1000, а масса равна 10, спрашивается, чему же равно ускорение? Воспользуемся уравнением: 1000=10 х ускорение, следовательно, ускорение равно 100. Попробуем теперь ту же силу разделить на большую массу – ускорение получится меньше: 1000=100 х ускорение, и будет равно 10. Если оба сомножителя, масса и ускорение, велики, тогда сила будет ещё больше. Теперь мы понимаем, почему мощность возрастает при увеличении скорости и массы, и почему в полноконтактных рукопашных единоборствах, таких как бокс или кикбоксинг введена градация по весовым категориям.

Однако если тело массивно, то у него будет большая инерция (сопротивление изменению движения). Массивному телу, если оно разогналось, труднее остановиться, поэтому легковеса остановить проще, чем тяжеловеса, зато тяжеловесу труднее будет разгоняться.

Скорость передаётся в мощь удара. Чем скорость выше и чем больше ускорение, тем больше сила удара. Тут, как вы понимаете, есть широкое поле для компромиссов.

 

Результирующая сила

Мощь удара зависит не только от силы, которая в него вложена, но также и от направления. Чтобы потрясти противника как можно сильнее, мы должны постараться нанести удар так, чтобы сумма всех векторов была бы максимально возможной, и чтобы эта сумма, которая также есть вектор, была направлена в выбранном направлении удара. Вектор – объект особый, он характеризуется не только величиной (длиной) силы, но и направлением опять же силы, и в символическом виде его представляют стрелкой. При нанесении удара рукой, который направлен прямо вперёд, и при том, что весь вес вы вложили в этот удар, результирующая сила будет иметь то же направление, что и удар. Однако если вы наносите удар рукой вперёд, а сами в это время делаете шаг назад, то удар много потеряет в своей мощи, поскольку результирующая в этом случае складывается из таких двух векторов, которые направлены в противоположные стороны: один вперёд, а другой назад.

Чтобы рассчитать величину силы, нужно сложить вектора всех сил, которые вы развили в этом направлении, и вычесть те, которые смотрят в противоположную сторону. Тот вектор, который останется в результате всех этих сложений-вычитаний и будет называться результирующим, в данном случае, результирующей силой. Когда два вектора или большее их количество направлены по-разному, то результирующая сила как бы расщепляется по этим разным направлениям, поскольку образующие её векторные составляющие не выстроены вдоль направления результирующей. Поэтому максимальной силы мы не получим.

Итак, сделаем вывод и назовём уже известные нам способы увеличения мощности ударов:

•  Вкладываем в удар вес своего тела (если удар продолжает движение всего тела, то бьющий сможет вложить в удар значительную силу).

•  Придаём каждому удару максимальное ускорение (сила удара будет тем больше, чем большую скорость удастся набрать на имеющемся расстоянии).

•  Используем экономичные удары (чем меньше времени затрачено на приведение удара к цели, тем более скоростным он будет). Избегаем пустых движений.

•  Учимся расслабляться (напряжение мышц сдерживает скорость и мешает нам вложить всю мощь в удар по выбранной цели).

•  Раз начали комбинацию, то доводим её до конца (на продолжение приёма потребуется гораздо меньше энергии, чем на его остановку и возобновление или на начало новой комбинации).

•  Выполняем удары в такой комбинации, когда один удар естественно переходит в следующий (избегаем расщепления результирующей, используя правильную механику движения тела).

 

Мартина Спрэг «Мощность, скорость, равновесие в боевой практике»

 

 

[Будзинкан/metod/otzyv.htm]

Как увеличить скорость удара. Топ-4 метода – Karate.ru

Независимо какое ударное единоборство вы практикуете будь то бокс, ММА, карате или муай тай – скорость рук имеет решающее значение. Опытные мастера боевых искусств могут нанести многоударную серию за то же время, что и новичок, наносящий один удар.

Скорость может быть дана от природы, но её также можно приобрести с опытом тренировок. Выполнение упражнений, развивающие быстро сокращающиеся мышечные волокна, делает вас более взрывоопасным, а значит увеличивают шанс на то, что после схватки руку поднимут вам.

Вот несколько упражнений, способствующих увеличению ручной скорости.

Плиометрические отжимания

Ваши мышцы состоят из двух типов волокон: медленных и быстрых. Медленно сокращающиеся мышечные волокна медленно сокращаются и медленно устают, вступая в игру во время действий на выносливость, таких как бег на длинные дистанции.

Быстро сокращающиеся волокна – это те, которые включаются при работе, требующей силы, скорости и мощи. Вам нужны не только быстрые, но и сильные, мощные руки, которые могут наносить нокаутирующий удар. Плиометрические упражнения являются одним из лучшим способов тренировки быстрых волокон.

Как выполнять упражнение. Займите правильно положение. Лягте на пол и максимально выровняйте тело в одну линию на выпрямленных руках. Вдохните, согните руки в локтях и опуститесь, покуда между полом и вашей грудью не останется пару сантиметров. Выдохните и с максимальной силой оттолкнитесь от пола, а затем приземлитесь на выпрямленные руки. Если получается, то в верхней точке можно сделать хлопок в ладоши.

Ленточные эспандеры

Работая с ленточными эспандерами или жгутами, вы прокачиваете свою скорость и взрывчатую силу. Вернувшись к нанесению ударов без жгута, вы сразу почувствуете разницу в скорости.

Как выполнять упражнение. Прикрепите ленту сопротивления к объекту позади вас примерно на уровне груди. Зажмите в руках оба конца жгута и начните наносить удары, как будто вы боксируете с тенью. Постепенно увеличивайте скорость и интенсивность нанесения ударов.

Скоростная груша

Как понятно из названия, этот снаряд нарабатывает скорость и реакцию. Скоростная груша улучшает зрительно-моторную координацию и тайминг, вы учитесь быть не только быстрее, но и точнее.

Как выполнять упражнение. Встаньте перед грушей во фронтальной стойке на небольшом от неё расстоянии. Поднимите руки вверх, чтобы локти находились чуть ниже уровня плеч. Всегда держите руки близко к груше. Начинайте ударять по ней, делая небольшие круги в воздухе, а не размахивая кулаками взад-вперёд. Наносите медленные удары, покуда не поймаете ритм, потом уже можно увеличивать скорость.

Шлепки по рукам

Вы, наверное, играли в подобную игру в детстве. Тогда было весело и забавно пытаться перехитрить своего оппонента за счёт реакции и скорости рук. И эта детская игра – эффективный способ улучшить скорость ударов и зрительно-моторную координацию.

Как выполнять упражнение. Встаньте перед своим партнёром, вытянув руки вперёд ладонями вверх. Пусть ваш партнёр положит свои ладони сверху на ваши. В самый неподходящий для него момент молниеносно двигайте руки по траектории полукруга, пытаясь ударить соперника по тыльной стороне ладоней, прежде чем он успеет убрать руки. После вашей неудачной попытки поменяйтесь ролями и так далее.

Покоящийся объект останется в покое, а объект в движении останется в движении (и будет двигаться с постоянной скоростью по прямая линия) до тех пор, пока к ней не приложена сила.

Сила, действующая на объект, равна его массе, умноженной на ускорение. произведено. Толчок - это простая форма силы, направление ускорения. зависит от направления приложенной силы. Когда мы обсуждаем силы нас интересует, насколько они сильны и в каком направлении они действовать.

Важные силы действуют в атмосфере

И.Сила градиента давления - направлена ​​от более высокого давления в сторону более низкого давления под прямым углом к ​​изобарам. Контур линии на диаграмме постоянного давления или изобарической диаграмме, сообщите нам высота над уровнем моря, на которой можно получить заданное давление чтение (т. е. изобарическая карта 500 мб). Холодный воздух наверху обычно связанные с невысокой высотой. График приземного давления - около на поверхности земли давление снижается примерно на 10 мб на каждые Увеличение высоты на 100 метров.

II.Сила Кориолиса - описывает кажущуюся силу, которая происходит из-за вращения Земли.

  1. Действует вправо в NH.
  2. Нуль на экваторе увеличивается к полюсам
  3. Ноль, если скорость равна нулю, увеличивается вместе со скоростью
  4. Величина зависит от вращения Земли, которое постоянный

Геострофический ветер - баланс между PGF и CF. в нижнее давление в северном полушарии находится слева.Дуют ветры против часовой стрелки вокруг системы низкого давления и по часовой стрелке вокруг высокий в северном полушарии.

III. Трение. Трение всегда действует в противоположном направлении. к движению. Если движения нет, трение равно нулю. Величина зависит от типа поверхности. Трение невелико на замерзшее озеро и сильное в лесу.

Вблизи поверхности трение снижает скорость ветра, что снижает сила Кориолиса. Более слабая сила Кориолиса больше не уравновешивает сила градиента давления, и поэтому ветер дует через изобары в сторону более низкого давления.Таким образом, сила градиента давления уравновешивается трением и силой Кориолиса. В северном полушарии поверхность ветры дуют против часовой стрелки и становятся низкими, и выходят из высоко по часовой стрелке.

Отображение ветра на карте погоды , направление - зубец; флаги обозначают скорость. Полный барб - 10 узлов, флаг - 50 узлов, 1/2 зубца - 5 узлов. Направление - это направление, с которого дует ветер.

Ветер, который дует вокруг изогнутых изобар, называется градиентом . Ветер .Ветер меняет направление, поэтому он ускоряется. Это ускорение называется центростремительным ускорением.

IV. Центростремительное ускорение направлено под прямым углом к ветру, к центру кривизны.

Циклострофический ветер - Баланс градиента давления Сила и центростремительная сила (ураганы у экватора).

DIVERGENCE - Распространение из воздуха

КОНВЕРГЕНЦИЯ - Скопление воздуха.

Я не могу переоценить важность расхождения и конвергенции воздуха. Развивающиеся зимние бури отмечены на картах низким давлением. на поверхности. Воздух движется, чтобы «восполнить низкое давление», это конвергенция. Путем сближения молекул воздуха над заданным области, мы добавляем молекулы в нашу колонку, поэтому давление должно увеличиваться. Так как же продолжается область низкого давления? уменьшаться или «развиваться», «раскручиваться» или «углубляться»? Потому что расхождение происходит над поверхностью низко.Дивергенция удаляет молекулы воздуха из нашего столба воздуха, тем самым снижая давление на поверхности. Таким образом, если дивергенция верхнего уровня удаляет молекулы быстрее чем низкоуровневая сходимость, понижается приземное низкое давление. Это снижает поверхностное давление, что увеличивает давление. градиентная сила, которая увеличивает скорость ветра и вызывает воздух быстрее устремляется к центру низкого давления.

Сначала давайте посмотрим, как выглядит конвергенция на карте погоды на поверхности:

А как насчет расхождения на поверхности?

Как определить расхождение наверху?

А как насчет конвергенции на высоте?


Вопросы для размышления.

Что бы произошло, если бы было расхождение на поверхности и расхождение? наверху?


Инерция и масса

Первый закон движения Ньютона гласит, что «объект в состоянии покоя остается в состоянии покоя, а объект в движении остается в движении с той же скоростью и в том же направлении, если на него не действует неуравновешенная сила». Объекты имеют тенденцию «продолжать делать то, что они делают». Фактически, это естественная тенденция объектов сопротивляться изменениям в их состоянии движения. Эта тенденция сопротивляться изменениям в их состоянии движения описывается как инерция.
Инерция: сопротивление объекта изменению его состояния движения.

Концепция инерции Ньютона прямо противоположна более популярным представлениям о движении. Доминирующей мыслью до дней Ньютона была естественная тенденция объектов приходить в положение покоя. Считалось, что движущиеся объекты в конечном итоге перестанут двигаться; сила была необходима, чтобы удерживать объект в движении. Но если его предоставить самому себе, движущийся объект в конце концов остановится, а покоящийся объект останется в покое; таким образом, идея, которая доминировала в мышлении людей почти за 2000 лет до Ньютона, заключалась в том, что это была естественная тенденция всех объектов принимать положение покоя.

Галилей и концепция инерции

Галилей, ведущий ученый семнадцатого века, разработал концепцию инерции. Галилей рассуждал, что движущиеся объекты в конечном итоге останавливаются из-за силы, называемой трением. В экспериментах с парой наклонных плоскостей, обращенных друг к другу, Галилей наблюдал, что шар катится по одной плоскости и поднимается по противоположной плоскости примерно на одинаковую высоту. Если бы использовались более гладкие плоскости, мяч катился бы по противоположной плоскости еще ближе к исходной высоте.Галилей рассуждал, что любая разница между начальной и конечной высотами связана с наличием трения. Галилей предположил, что если бы трение можно было полностью исключить, то мяч достиг бы точно такой же высоты.

Галилей далее заметил, что независимо от угла, под которым были ориентированы плоскости, конечная высота почти всегда была равна начальной высоте. Если бы наклон противоположного наклона был уменьшен, то мяч покатился бы на большее расстояние, чтобы достичь этой исходной высоты.

Рассуждения Галилея продолжались - если бы противоположный наклон был поднят почти на угол 0 градусов, то мяч катился бы почти бесконечно, пытаясь достичь исходной высоты. И если бы противоположный наклон вообще не был наклонен (то есть если бы он был ориентирован по горизонтали), то ... движущийся объект продолжал бы движение ....

Смотри!

Другой мысленный эксперимент Галилея объясняется в этом видео с использованием реального эксперимента, выполненного с использованием современного оборудования.

Силы не заставляют предметы двигаться

Исаак Ньютон основывается на размышлениях Галилея о движении. Первый закон движения Ньютона гласит, что для удержания объекта в движении требуется сила , а не . Переместите книгу по столу и посмотрите, как она переместится в исходное положение. Книга, движущаяся по столешнице, не приходит в положение покоя из-за отсутствия силы; скорее это присутствие силы, которая является силой трения, которая приводит книгу в исходное положение.В отсутствие силы трения книга продолжала бы движение с той же скоростью и направлением - вечно! (Или, по крайней мере, до конца столешницы.) Для удержания движущейся книги в движении сила не требуется. На самом деле это сила, которая останавливает книгу.


Масса как мера инерции

Все объекты сопротивляются изменениям в своем состоянии движения.У всех объектов есть эта тенденция - у них есть инерция. Но имеют ли некоторые объекты большую тенденцию сопротивляться изменениям, чем другие? Абсолютно да! Тенденция объекта сопротивляться изменениям в его состоянии движения зависит от массы. Масса - это величина, равная исключительно , зависящая от инерции объекта. Чем больше инерция у объекта, тем больше у него масса. Более массивный объект имеет большую тенденцию сопротивляться изменениям в своем состоянии движения.

Предположим, что на лекционном столе по физике лежат два, казалось бы, одинаковых кубика.Однако один кирпич состоит из раствора, а другой - из пенополистирола. Не поднимая кирпичей, как вы могли определить, какой из кирпичей является пенополистиролом? Вы можете дать кубикам такой же толчок, чтобы изменить их состояние движения. Кирпич с наименьшим сопротивлением - это кирпич с наименьшей инерцией - и, следовательно, кирпич с наименьшей массой (т. Е. Кирпич из пенополистирола).

Обычная физическая демонстрация основана на том принципе, что чем массивнее объект, тем сильнее он сопротивляется изменениям в своем состоянии движения.Демонстрация выглядит следующим образом: на голову учителя кладут несколько массивных книг. Поверх книг кладут деревянную доску и молотком забивают в доску гвоздь. Из-за большой массы книг сила удара молотка имеет достаточное сопротивление (инерция). Об этом свидетельствует тот факт, что учитель не чувствует удара молотка. (Конечно, эта история может объяснить многие из наблюдений, которые вы ранее делали относительно своего «странного учителя физики».) Обычный вариант этой демонстрации включает в себя разбивание кирпича о руку учителя быстрым ударом молотка.Массивные кирпичи сопротивляются силе, и рука не болит. (ВНИМАНИЕ: не пробуйте эти демонстрации на hom

.

Смотри!

Инструктор по физике объясняет свойство инерции с помощью демонстрации физики.


Проверьте свое понимание

1. Представьте себе место в космосе, удаленное от всех гравитационных и фрикционных влияний.Предположим, вы посетили это место (представьте себе) и бросили камень. Скала будет

а. постепенно прекращать.

г. продолжать движение в том же направлении с постоянной скоростью.



2. Объект весом 2 кг движется по горизонтали со скоростью 4 м / с. Какая полезная сила требуется, чтобы удерживать объект в движении с этой скоростью и в этом направлении?

3.Мак и Тош спорят в кафетерии. Мак говорит, что если он бросит Jell-O с большей скоростью, у него будет большая инерция. Тош утверждает, что инерция зависит не от скорости, а, скорее, от массы. С кем ты согласен? Объяснить, почему.


4. Предположим, вы находитесь в космосе в невесомой среде, потребуется ли сила, чтобы привести объект в движение?


5.В воскресенье после обеда Фред отдыхает на диване, смотрит профессиональные футбольные матчи и потребляет много еды. Какое влияние (если вообще есть) эта практика оказывает на его инерцию? Объяснять.


6. Бен Туклоуз преследует по лесу лось, которого он пытался сфотографировать. Огромная масса лосей-быков чрезвычайно устрашает. Тем не менее, если Бен сделает зигзагообразный узор в лесу, он сможет использовать большую массу лося в своих интересах.Объясните это с точки зрения инерции и первого закона движения Ньютона.


7. Два кирпича лежат на краю лабораторного стола. Ширли Шешорт встает на цыпочки и замечает два кирпича. У нее возникает сильное желание узнать, какой из двух кирпичей самый массивный. Поскольку Ширли препятствует вертикальному положению, она не может подняться достаточно высоко и поднять кирпичи; однако она может дотянуться достаточно высоко, чтобы толкнуть кирпичи.Обсудите, как процесс толкания кирпичей позволит Ширли определить, какой из двух кирпичей самый массивный. Какую разницу заметит Ширли и как это наблюдение может привести к необходимому выводу?

Когезия и адгезия в жидкостях: поверхностное натяжение и капиллярное действие

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Узнайте о силах сцепления и сцепления.
  • Определите поверхностное натяжение.
  • Понять капиллярное действие.

Когезия и адгезия в жидкостях

Рис. 1. Мыльные пузыри на этой фотографии вызваны силами сцепления между молекулами в жидкостях. (Источник: Стив Форд Эллиотт)

Дети надувают мыльные пузыри и играют с брызгами разбрызгивателя в жаркий летний день. (См. Рис. 1.) Подводный паук удерживает запасы воздуха в блестящем пузыре, который он носит обернутым вокруг себя.Техник набирает кровь в трубку небольшого диаметра, просто прикоснувшись к капле на уколотом пальце. Недоношенный ребенок изо всех сил пытается надуть легкие. Что общего? Во всех этих действиях преобладают силы притяжения между атомами и молекулами в жидкостях - как внутри жидкости, так и между жидкостью и ее окружением.

Силы притяжения между молекулами одного типа называются силами сцепления. Жидкости можно, например, хранить в открытых контейнерах, потому что силы сцепления удерживают молекулы вместе.Силы притяжения между молекулами разных типов называются силами сцепления. Такие силы заставляют капли жидкости прилипать, например, к оконным стеклам. В этом разделе мы исследуем эффекты, непосредственно связанные с силами сцепления и сцепления в жидкостях.

Силы сплочения

Силы притяжения между молекулами одного типа называются силами сцепления.

Сила сцепления

Силы притяжения между молекулами разных типов называются силами сцепления.

Силы сцепления между молекулами заставляют поверхность жидкости сжиматься до минимально возможной площади. Этот общий эффект называется поверхностным натяжением. Молекулы на поверхности притягиваются внутрь за счет сил сцепления, уменьшая площадь поверхности. Молекулы внутри жидкости испытывают нулевую результирующую силу, поскольку у них есть соседи со всех сторон.

Поверхностное натяжение

Силы сцепления между молекулами заставляют поверхность жидкости сжиматься до минимально возможной площади.Этот общий эффект называется поверхностным натяжением.

Выполнение соединений: поверхностное натяжение

Силы между атомами и молекулами лежат в основе макроскопического эффекта, называемого поверхностным натяжением. Эти силы притяжения сближают молекулы и стремятся минимизировать площадь поверхности. Это еще один пример субмикроскопического объяснения макроскопического явления.

Модель поверхности жидкости, действующей как растянутый эластичный лист, может эффективно объяснить эффекты поверхностного натяжения.Например, некоторые насекомые могут ходить по воде (в отличие от того, чтобы плавать в ней), как мы ходим по батуту - они вдавливают поверхность, как показано на рисунке 2 (а). На рис. 2 (б) показан другой пример, когда игла упирается в поверхность воды. Железная игла не может и не плавает, потому что ее плотность больше, чем у воды. Скорее, его вес поддерживается силами растянутой поверхности, которые пытаются сделать поверхность меньше или более плоской. Если поставить иглу на поверхность острием вниз, ее вес, действующий на меньшую площадь, сломает поверхность, и она утонет.

Рис. 2. Поверхностное натяжение, выдерживающее вес насекомого и железной иглы, которые опираются на поверхность, не проникая в нее. Они не плавают; скорее, они поддерживаются поверхностью жидкости. (а) Нога насекомого вмятина в водную поверхность. F ST - восстанавливающая сила (поверхностное натяжение), параллельная поверхности. (b) Железная игла аналогичным образом вмятина на поверхности воды до тех пор, пока восстанавливающая сила (поверхностное натяжение) не вырастет до ее веса.

Поверхностное натяжение пропорционально силе сцепления, которая зависит от типа жидкости.Поверхностное натяжение γ определяется как сила F на единицу длины L, прилагаемая растянутой жидкой мембраной:

[латекс] \ gamma = \ frac {F} {L} \\ [/ латекс].

Таблица 1. Поверхностное натяжение некоторых жидкостей
Жидкость Поверхностное натяжение γ (Н / м)
Вода при 0ºC 0,0756
Вода при 20ºC 0,0728
Вода при 100ºC 0,0589
Мыльная вода (обычная) 0.0370
Спирт этиловый 0,0223
Глицерин 0,0631
Меркурий 0,465
Оливковое масло 0,032
Тканевые жидкости (типовые) 0,050
Кровь, цельная при 37ºC 0,058
Плазма крови при 37ºC 0,073
Золото при 1070ºC 1.000
Кислород при −193ºC 0,0157
Гелий при −269ºC 0,00012

В таблице 1 выше приведены значения γ для некоторых жидкостей. Для насекомого, изображенного на фиг. 2 (а), его вес w поддерживается направленными вверх компонентами силы поверхностного натяжения: w = γL sin θ, где L - окружность ступни насекомого, контактирующей с водой. На рисунке 3 показан один из способов измерения поверхностного натяжения. Пленка жидкости оказывает давление на подвижный провод, пытаясь уменьшить его площадь поверхности.Величина этой силы зависит от поверхностного натяжения жидкости и может быть точно измерена. Поверхностное натяжение является причиной образования пузырьков и капель жидкостей. Сила внутреннего поверхностного натяжения приводит к тому, что пузырьки становятся приблизительно сферическими и повышают давление газа, заключенного внутри, по сравнению с атмосферным давлением снаружи. Можно показать, что манометрическое давление P внутри сферического пузырька равно

.

[латекс] P = \ frac {4 \ gamma} {r} \\ [/ latex],

где r - радиус пузыря.

Рисунок 3. Скользящее проволочное устройство для измерения поверхностного натяжения; устройство прилагает силу, уменьшающую площадь поверхности пленки. Сила, необходимая для удержания проволоки на месте, равна F = γL = γ (2l), поскольку к проволоке прикреплены две жидкие поверхности. Эта сила остается почти постоянной при растяжении пленки, пока пленка не приблизится к точке разрыва.

Таким образом, давление внутри пузыря наибольшее, когда пузырек самый маленький. Еще одно свидетельство этого показано на рисунке 4.Когда воздух проходит между двумя воздушными шарами неравного размера, меньший воздушный шар имеет тенденцию схлопываться, заполняя большой воздушный шар.

Рис. 4. При закрытом клапане к каждому концу трубки прикреплены два баллона разного размера. При открытии клапана меньший баллон уменьшается в размерах, и воздух движется, заполняя большой баллон. Давление в сферическом воздушном шаре обратно пропорционально его радиусу, так что меньший шар имеет большее внутреннее давление, чем больший шар, что приводит к этому потоку.

Пример 1. Поверхностное натяжение: давление внутри пузыря

Рассчитайте манометрическое давление внутри мыльного пузыря 2,00 × 10 -4 м в радиусе, используя поверхностное натяжение мыльной воды в таблице 1. Преобразуйте это давление в мм рт.

Стратегия

Приведен радиус и поверхностное натяжение можно найти в Таблице 1, поэтому P можно найти непосредственно из уравнения [латекс] P = \ frac {4 \ gamma} {r} \\ [/ latex].

Решение

Подставляя r и γ в уравнение [latex] P = \ frac {4 \ gamma} {r} \\ [/ latex], получаем

[латекс] P = \ frac {4 \ gamma} {r} = \ frac {4 \ left (0.{2}} = 5,56 \ text {мм рт. Ст.} \\ [/ latex].

Обсуждение

Обратите внимание, что если бы в пузыре было проделано отверстие, воздух был бы вытеснен, радиус пузыря уменьшился бы, а давление внутри повысилось бы до атмосферного давления (760 мм рт. Ст.).

Наши легкие содержат сотни миллионов слизистых мешочков, называемых альвеолами, которые очень похожи по размеру и имеют диаметр около 0,1 мм. (См. Рис. 5.) Вы можете выдохнуть без мышечной активности, позволяя поверхностному натяжению сокращать эти мешочки.У медицинских пациентов, дыхание которых обеспечивается респиратором с положительным давлением, в легкие вдувается воздух, но, как правило, им разрешается выдыхать самостоятельно. Даже если есть паралич, поверхностное натяжение альвеол вытеснит воздух из легких. Поскольку давление увеличивается по мере уменьшения радиуса альвеол, время от времени требуется глубокий очищающий вдох, чтобы полностью наполнить альвеолы. Респираторы запрограммированы на это, и мы считаем естественным, как и наши домашние собаки и кошки, сделать очищающий вдох перед тем, как уснуть.

Рис. 5. Бронхи в легких разветвляются на все более мелкие структуры, в конце концов заканчивающиеся альвеолами. Альвеолы ​​действуют как крошечные пузырьки. Поверхностное натяжение их слизистой оболочки помогает при выдохе и может предотвратить вдох, если оно слишком велико.

Напряжение в стенках альвеол возникает из-за мембранной ткани и жидкости на стенках альвеол, содержащей длинный липопротеин, который действует как поверхностно-активное вещество (вещество, снижающее поверхностное натяжение). Потребность в поверхностно-активном веществе возникает из-за тенденции маленьких альвеол к разрушению и попаданию воздуха в более крупные альвеолы, делая их еще больше (как показано на рисунке 4).Во время ингаляции молекулы липопротеинов растягиваются, и натяжение стенок увеличивается с увеличением радиуса (повышенное поверхностное натяжение). Во время выдоха молекулы снова скользят вместе, и поверхностное натяжение уменьшается, помогая предотвратить коллапс альвеол. Таким образом, поверхностно-активное вещество служит для изменения натяжения стенок, так что маленькие альвеолы ​​не разрушаются, а большие альвеолы ​​не расширяются слишком сильно. Это изменение натяжения является уникальным свойством этих поверхностно-активных веществ и не присуще моющим средствам (которые просто снижают поверхностное натяжение).(См. Рисунок 6.)

Рис. 6. Поверхностное натяжение как функция площади поверхности. Поверхностное натяжение легочного сурфактанта уменьшается с уменьшением площади. Это гарантирует, что маленькие альвеолы ​​не разрушатся, а большие альвеолы ​​не смогут чрезмерно расшириться.

Если вода попадает в легкие, поверхностное натяжение слишком велико, и вы не можете вдохнуть. Это серьезная проблема при реанимации утопающих. Аналогичная проблема возникает у новорожденных, рожденных без этого сурфактанта - их легкие очень трудно надуть.Это состояние известно как болезнь гиалиновой мембраны и является основной причиной смерти младенцев, особенно при преждевременных родах. Определенный успех был достигнут в лечении болезни гиалиновых мембран путем распыления сурфактанта в дыхательные пути младенца. Эмфизема вызывает противоположные проблемы с альвеолами. Альвеолярные стенки жертв эмфиземы разрушаются, и мешочки объединяются, образуя более крупные мешочки. Поскольку давление, создаваемое поверхностным натяжением, уменьшается с увеличением радиуса, эти более крупные мешочки создают меньшее давление, что снижает способность жертв эмфиземы выдыхать.Распространенный тест на эмфизему - измерение давления и объема выдыхаемого воздуха.

Установление связей: расследование на вынос

(1) Попробуйте опустить швейную иглу на воду. Чтобы это действие работало, игла должна быть очень чистой, так как даже масла с ваших пальцев может быть достаточно, чтобы повлиять на свойства поверхности иглы. (2) Поместите щетину кисти в воду. Вытяните щетку и обратите внимание, что на короткое время щетинки слипнутся.Поверхностное натяжение воды, окружающей щетинки, достаточно, чтобы удерживать щетинки вместе. По мере высыхания щетины эффект поверхностного натяжения исчезает. (3) Поместите петлю из нити на поверхность неподвижной воды таким образом, чтобы вся нить контактировала с водой. Обратите внимание на форму петли. Теперь поместите каплю моющего средства в середину петли. Что происходит с формой петли? Почему? (4) Посыпьте перцем поверхность воды. Добавьте каплю моющего средства. Что случается? Почему? (5) Поставьте две спички параллельно друг другу и добавьте между ними каплю моющего средства.Что случается? Примечание: для каждого нового эксперимента воду необходимо заменять, а миску промывать, чтобы очистить ее от остатков моющего средства.

Адгезия и капиллярное действие

Почему вода брызгает на вощеную машину, а на голую краску - нет? Ответ заключается в том, что силы сцепления между водой и воском намного меньше, чем между водой и краской. Конкуренция между силами адгезии и когезии важна в макроскопическом поведении жидкостей.Важным фактором при изучении роли этих двух сил является угол θ между касательной к поверхности жидкости и поверхностью. (См. Рисунок 7.) Угол контакта θ напрямую связан с относительной силой сил сцепления и сцепления. Чем больше сила сцепления по сравнению с силой сцепления, тем больше θ, и тем больше жидкость имеет тенденцию образовывать каплю. Чем меньше θ, тем меньше относительная прочность, так что сила сцепления способна сплющить каплю.В таблице 2 перечислены углы смачивания для нескольких комбинаций жидкостей и твердых тел.

Угол контакта

Угол θ между касательной к поверхности жидкости и поверхностью называется краевым углом.

Рис. 7. На фотографии водяные капли на вощеной автомобильной краске и расплющиваются на невощеной краске. (a) Вода образует шарики на вощеной поверхности, потому что силы сцепления, ответственные за поверхностное натяжение, больше, чем силы сцепления, которые стремятся сплющить каплю.(b) Водяные шарики на голой краске значительно сглаживаются, поскольку силы сцепления между водой и краской велики, преодолевая поверхностное натяжение. Угол смачивания θ напрямую связан с относительной силой сил сцепления и сцепления. Чем больше θ, тем больше отношение сил сцепления к силам сцепления. (кредит: П. П. Урон)

Одним из важных явлений, связанных с относительной силой сил когезии и адгезии, является капиллярное действие - тенденция жидкости подниматься или подавляться в узкой трубке или капиллярной трубке.Это действие заставляет кровь втягиваться в трубку малого диаметра, когда трубка касается капли.

Капиллярное действие

Тенденция жидкости подниматься или подавляться в узкой трубке или капиллярной трубке называется капиллярным действием.

Если капиллярная трубка помещена в жидкость вертикально, как показано на рисунке 8, капиллярное действие поднимет или подавит жидкость внутри трубки в зависимости от комбинации веществ. Фактический эффект зависит от относительной силы сил сцепления и сцепления и, таким образом, от угла смачивания θ, указанного в таблице.Если θ меньше 90º, жидкость поднимется; если θ больше 90º, он будет подавлен. Ртуть, например, имеет очень большое поверхностное натяжение и большой угол контакта со стеклом. При помещении в трубку поверхность столбика ртути изгибается вниз, как капля. Изогнутая поверхность жидкости в трубке называется мениском. Поверхностное натяжение всегда имеет тенденцию к уменьшению площади поверхности. Таким образом, поверхностное натяжение сглаживает изогнутую поверхность жидкости в капиллярной трубке.Это приводит к направленной вниз силе в ртути и восходящей силе в воде, как показано на Рисунке 8.

Рис. 8. (a) Ртуть подавляется в стеклянной трубке, потому что ее угол контакта больше 90 °. Поверхностное натяжение оказывает направленное вниз усилие, поскольку оно выравнивает ртуть, подавляя ее в трубке. Пунктирная линия показывает форму поверхности ртути без сглаживающего эффекта поверхностного натяжения. (б) Вода поднимается в стеклянной трубке, потому что ее угол смачивания составляет почти 0º. Таким образом, поверхностное натяжение проявляет восходящую силу, когда оно выравнивает поверхность, чтобы уменьшить ее площадь.

Таблица 2. Краевые углы смачивания некоторых веществ
Интерфейс Угол контакта Θ
Ртутное стекло 140º
Стакан для воды
Вода-парафин 107º
Вода – серебро 90º
Органические жидкости (большая часть) - стекло
Этиловый спирт - стекло
Керосин-стекло 26º

Капиллярное действие может перемещать жидкости по горизонтали на очень большие расстояния, но высота, на которую он может поднимать или подавлять жидкость в трубке, ограничена ее весом.Можно показать, что эта высота h равна

.

[латекс] h = \ frac {2 \ gamma \ cos \ theta} {\ rho {gr}} \\ [/ latex].

Если мы посмотрим на различные факторы в этом выражении, мы сможем увидеть, насколько оно имеет смысл. Высота прямо пропорциональна поверхностному натяжению γ, которое является его прямой причиной. Кроме того, высота обратно пропорциональна радиусу трубы - чем меньше радиус r, тем выше можно поднять жидкость, поскольку меньшая труба имеет меньшую массу. Высота также обратно пропорциональна плотности жидкости ρ, поскольку большая плотность означает большую массу в том же объеме.(См. Рисунок 9.)

Рис. 9. (a) Капиллярное действие зависит от радиуса трубки. Чем меньше размер трубки, тем больше достигается высота. Для труб большого радиуса высота незначительна. (б) Более плотная жидкость в той же трубке поднимается на меньшую высоту, при прочих равных условиях.

Пример 2. Расчет радиуса капиллярной трубки: капиллярное действие: сок дерева

Может ли капиллярное действие быть единственно ответственным за образование сока на деревьях? Чтобы ответить на этот вопрос, рассчитайте радиус капиллярной трубки, которая поднимет сок на 100 м на вершину гигантского красного дерева, при условии, что плотность сока составляет 1050 кг / м 3 , его угол контакта равен нулю, а его поверхностное натяжение равно такой же, как у воды на 20.{-7} \ text {m.} \ End {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Такой результат необоснован. Сок деревьев движется через ксилему, которая образует трубки с радиусом всего 2,5 × 10 -5 м. Это значение примерно в 180 раз больше радиуса, необходимого для подъема сока на 100 м. Это означает, что только капиллярное действие не может нести единоличную ответственность за попадание сока на верхушки деревьев.

Как сок попадает на вершины высоких деревьев? (Напомним, что столб воды может подняться на высоту 10 м только при наличии вакуума наверху - см. Пример 3 из раздела «Изменение давления с глубиной в жидкости».) Вопрос не решен полностью, но похоже, что он натянут, как цепь, удерживаемая силами сцепления. Когда каждая молекула сока входит в лист и испаряется (процесс, называемый транспирацией), вся цепочка поднимается на ступеньку выше. Таким образом, для протягивания сока через сосуды ксилемы должно присутствовать отрицательное давление, создаваемое испарением воды. В большинстве ситуаций жидкости могут толкать, но могут оказывать лишь незначительное притяжение, потому что силы сцепления кажутся слишком маленькими, чтобы удерживать молекулы плотно вместе.Но в этом случае сила сцепления молекул воды обеспечивает очень сильное притяжение. На рисунке 10 показано одно устройство для изучения отрицательного давления. Некоторые эксперименты показали, что может быть достигнуто отрицательное давление, достаточное для того, чтобы подтянуть сок к вершинам самых высоких деревьев.

Рис. 10. (a) Когда поршень поднимается, он слегка растягивает жидкость, подвергая ее напряжению и создавая отрицательное абсолютное давление P = −F / A. (b) Жидкость в конце концов отделяется, что дает экспериментальный предел отрицательному давлению в этой жидкости.

Сводка раздела

  • Силы притяжения между молекулами одного типа называются силами сцепления.
  • Силы притяжения между молекулами разных типов называются силами сцепления.
  • Силы сцепления между молекулами заставляют поверхность жидкости сжиматься до минимально возможной площади. Этот общий эффект называется поверхностным натяжением.
  • Капиллярное действие - это тенденция жидкости подниматься или подавляться в узкой трубке или капиллярной трубке, которая возникает из-за относительной силы когезионных и адгезионных сил.

Концептуальные вопросы

1. Плотность нефти меньше плотности воды, однако груженый нефтеналивной танкер находится ниже в воде, чем пустой. Почему?

2. Поверхностное натяжение связано с силами сцепления или сцепления, или с обоими?

3. Капиллярное действие обусловлено силами когезии или адгезии, либо обоими?

4. Птицы, такие как утки, гуси и лебеди, имеют большую плотность, чем вода, но они могут сидеть на ее поверхности. Объясните эту способность, отметив, что вода не смачивает их перья и что они не могут сидеть в мыльной воде.

5. Вода поднимается на жирную загорающую, но не на ее соседку, кожа которой не промаслена. Объясните с точки зрения сил сцепления и сцепления.

6. Можно ли использовать капиллярное действие для перемещения жидкостей в «невесомой» среде, например, в орбитальном космическом зонде?

7. Как капиллярное действие влияет на показания манометра с постоянным диаметром? Поясните свой ответ.

8. Давление между внутренней стенкой грудной клетки и внешней стороной легких обычно остается отрицательным.Объясните, как давление в легких может стать положительным (вызвать выдох) без мышечной активности.

Задачи и упражнения

1. Каково давление внутри альвеолы ​​с радиусом 2,50 × 10 -4 , если поверхностное натяжение стенки, покрытой жидкостью, такое же, как и для мыльной воды? Вы можете предположить, что давление такое же, как давление, создаваемое сферическим пузырем.

2. (a) Давление внутри альвеолы ​​с радиусом 2,00 × 10 -4 м равно 1.40 × 10 3 , из-за облицованных жидкостью стен. Если предположить, что альвеола действует как сферический пузырь, каково поверхностное натяжение жидкости? (b) Определите вероятную жидкость. (Вам может потребоваться экстраполировать значения в таблице 1.)

3. Каково манометрическое давление в миллиметрах ртутного столба внутри мыльного пузыря диаметром 0,100 м?

4. Рассчитайте усилие на скользящую проволоку на Рисунке 3 (снова показано ниже), если она имеет длину 3,50 см и жидкость - этиловый спирт.

Рисунок 3.Устройство скользящей проволоки, используемое для измерения поверхностного натяжения; устройство прилагает силу, уменьшающую площадь поверхности пленки. Сила, необходимая для удержания проволоки на месте, равна F = γL = γ (2l), поскольку к проволоке прикреплены две жидкие поверхности. Эта сила остается почти постоянной при растяжении пленки, пока пленка не приблизится к точке разрыва.

5. На рисунке 9 (a) (снова показан ниже) показано влияние радиуса трубки на высоту, на которую капиллярное действие может поднять жидкость. (а) Рассчитайте высоту h для воды в стеклянной трубке радиусом 0.900 см - трубка довольно большая, как та, что слева. б) Каков радиус стеклянной трубки справа, если вода поднимается до 4,00 см?

Рис. 9. (a) Капиллярное действие зависит от радиуса трубки. Чем меньше размер трубки, тем больше достигается высота. Для труб большого радиуса высота незначительна. (б) Более плотная жидкость в той же трубке поднимается на меньшую высоту, при прочих равных условиях.

6. В Примере 2 выше мы заявили, что ксилемная трубка имеет радиус 2,50 × 10 -5 м.Убедитесь, что такая трубка поднимает сок менее чем на метр, найдя для нее h, сделав те же предположения, что плотность сока составляет 1050 кг / м 3 , ее угол контакта равен нулю, а ее поверхностное натяжение такое же, как у воды при 20,0 ° C.

7. Какая жидкость находится в устройстве, показанном на Рисунке 3 (снова показанном ниже), если сила составляет 3,16 × 10 -3 , а длина провода - 2,50 см? Рассчитайте поверхностное натяжение γ и найдите вероятное совпадение из таблицы 1 (выше).

Рисунок 3.Устройство скользящей проволоки, используемое для измерения поверхностного натяжения; устройство прилагает силу, уменьшающую площадь поверхности пленки. Сила, необходимая для удержания проволоки на месте, равна F = γL = γ (2l), поскольку к проволоке прикреплены две жидкие поверхности. Эта сила остается почти постоянной при растяжении пленки, пока пленка не приблизится к точке разрыва.

8. Если манометрическое давление внутри резинового шара с радиусом 10,0 см составляет 1,50 см водяного столба, каково эффективное поверхностное натяжение шара?

9.Рассчитайте манометрическое давление внутри пузырьков воды, спирта и мыльной воды радиусом 2,00 см. Какая жидкость образует наиболее устойчивые пузырьки, не считая каких-либо эффектов испарения?

10. Предположим, что вода поднимается капиллярно на высоту 5,00 см в стеклянной трубке. а) На какую высоту он поднимется в парафиновой трубке того же радиуса? б) В серебряной трубке того же радиуса?

11. Рассчитайте контактный угол θ для оливкового масла, если капиллярное действие поднимает его до высоты 7.07 см в стеклянной трубке радиусом 0,100 мм. Соответствует ли это значение значению для большинства органических жидкостей?

12. Когда два мыльных пузыря соприкасаются, больший надувается меньшим, пока они не образуют единый пузырь. а) Каково манометрическое давление внутри мыльного пузыря радиусом 1,50 см? (б) Внутри мыльного пузыря радиусом 4,00 см? (c) Внутри единственного пузыря они образуются, если при соприкосновении не теряется воздух?

13. Вычислите отношение высоты, на которую вода и ртуть поднимаются капиллярным действием в одной и той же стеклянной трубке.

14. Каково соотношение высот, на которые этиловый спирт и вода поднимаются капиллярным действием в одной и той же стеклянной трубке?

Глоссарий

силы сцепления:
силы притяжения между молекулами разных типов
капиллярное действие:
Тенденция жидкости подниматься или опускаться в узкой трубке
силы сцепления:
силы притяжения между молекулами одного типа
угол контакта:
угол θ между касательной к поверхности жидкости и поверхностью
поверхностное натяжение:
силы сцепления между молекулами, которые заставляют поверхность жидкости сжиматься до минимально возможной площади поверхности

Избранные решения проблем и упражнения

1. 2 $$

и отсюда следует, что

$$ v = d \ sqrt {\ frac {g} {\ ell}} $$

Конечно, мы могли бы получить тот же результат непосредственно из уравнения движения для простого гармонического осциллятора (маятника).

Остающийся интересный вопрос - время удара. Это можно измерить с помощью простых электронных компонентов. Если вы подключите резистор и зарядный конденсатор параллельно, с «переключателем», образованным контактом между молотком и шаром, то вы можете вычислить время удара, наблюдая за долей разряда конденсатора из-за «замыкания» переключатель "при ударе молотка по мячу. Достаточно тонкие и гибкие провода должны позволять проводить измерения без нарушения механики.Используйте цифровой мультиметр с достаточно высоким импедансом (не менее 10 МОм). Если конденсатор медленно протекает после первой зарядки (скажем, с помощью аккумулятора), вы можете наблюдать падение напряжения и ударить по мячу молотком, когда напряжение достигает «круглого» значения - это позволяет минимизировать дефект дрейфа. .

Чтобы сделать измерение времени удара повторяемым, вы можете сделать молоток частью второго маятника, который ударяет по мячу с разной высоты: затем вы можете построить взаимосвязь между скоростью удара и временем удара, и это позволит вам получить время, когда вы бьете по мячу очень сильно (когда вы не можете получить точные повторяемые измерения времени или скорости).

Надеюсь, этого достаточно, чтобы вы начали ...

Укус змеи | Britannica

Укус змеи, рана, возникшая в результате проникновения в плоть клыков змеи, особенно змеи, выделяющей яд через клыки или рядом с ними. Укус змеи, заведомо неядовитой, рассматривается как колотая рана. Укус ядовитой змеи может быть серьезным, в зависимости от размера жертвы, места укуса, количества введенного яда, скорости впитывания яда в кровоток жертвы и количества времени между укусами. и применение специфической противоядной терапии.

Британская викторина

44 вопроса из самых популярных викторин «Британника» о здоровье и медицине

Что вы знаете об анатомии человека? Как насчет медицинских условий? Мозг? Вам нужно будет много знать, чтобы ответить на 44 самых сложных вопроса из самых популярных викторин Britannica о здоровье и медицине.

Змеиный яд содержит ряд ферментов или белковых веществ, присутствующих в различных количествах в зависимости от вида змеи, которые атакуют кровь, нервную систему или другие ткани. Некоторые яды обладают прямым токсическим действием, но не все из них смертельны для человека. Некоторые из них являются системно смертельными (например, яд гремучей змеи), тогда как некоторые разрушают в первую очередь ткани в непосредственной близости от укуса, но могут вызывать развитие гангрены.

Первая помощь при укусе змеи в конечности (наиболее часто укушенные области) заключается в немедленной иммобилизации конечности в горизонтальном положении и наложении широкой жесткой повязки на укушенную область и вокруг всей конечности. если возможно; рекомендуется шина. Перерезание и отсасывание раны, наложение артериальных жгутов нецелесообразны. Следует избегать напряжения и возбуждения, чтобы предотвратить учащение пульса и, как следствие, усиление кровообращения; по той же причине следует избегать стимуляторов.Нанесение на рану таких веществ, как лед или перманганат калия, скорее вредно, чем полезно.

Большинство отравлений змеиным ядом можно лечить с помощью противоядия. Эффективность противоядия, полученного путем иммунизации животных (особенно лошадей) против ядов, зависит от его специфичности, содержания в нем антител и степени очистки или концентрации продукта. Хотя использование определенного противоядия предпочтительнее при лечении конкретного укуса змеи, некоторые противоядия могут защитить от яда различных родственных змей.Например, противоядие от тигровой змеи (Notechis scutatus) также эффективно против ядов нескольких других змей. См. Также яд.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

7.3 Теорема работы-энергии - Университетская физика, том 1

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Примените теорему о работе-энергии, чтобы найти информацию о движении частицы с учетом действующих на нее сил
  • Используйте теорему о работе-энергии, чтобы найти информацию о силах, действующих на частицу, учитывая информацию о ее движении

Мы обсудили, как найти работу, совершаемую над частицей силами, действующими на нее, но как эта работа проявляется в движении частицы? Согласно второму закону движения Ньютона, сумма всех сил, действующих на частицу, или результирующая сила, определяет скорость изменения импульса частицы или ее движения.Следовательно, мы должны учитывать работу, совершаемую всеми силами, действующими на частицу, или чистую работу, чтобы увидеть, какое влияние они оказывают на движение частицы.

Давайте начнем с рассмотрения чистой работы, выполняемой частицей, когда она движется по бесконечно малому смещению, которое является скалярным произведением чистой силы и смещения:

Второй закон Ньютона говорит нам, что

, т. Е.

Для математических функций, описывающих движение физической частицы, мы можем переставить дифференциалы dt и т. Д., как алгебраические величины в этом выражении, то есть

, где мы подставили скорость вместо производной смещения по времени и использовали свойство коммутативности скалярного произведения [(Уравнение 2.30)]. Поскольку производные и интегралы от скаляров, вероятно, вам более знакомы на данном этапе, мы выражаем скалярное произведение в терминах декартовых координат, прежде чем интегрировать между любыми двумя точками A и B на траектории частицы. Это дает нам чистую работу, проделанную над частицей:

На среднем этапе мы использовали тот факт, что квадрат скорости представляет собой сумму квадратов ее декартовых компонентов, а на последнем этапе мы использовали определение кинетической энергии частицы.Этот важный результат называется теоремой работы-энергии ((Рисунок)).

Теорема работы-энергии

Чистая работа, проделанная над частицей, равна изменению кинетической энергии частицы:

Рисунок 7.11 Тяга лошадей - обычное явление на государственных ярмарках. Работа, выполняемая лошадьми, тянущими груз, приводит к изменению кинетической энергии груза, что в конечном итоге ускоряется. (Источник: «Jassen» / Flickr)

Согласно этой теореме, когда объект замедляется, его конечная кинетическая энергия меньше, чем его начальная кинетическая энергия, изменение его кинетической энергии отрицательно, как и чистая работа, выполняемая над ним.Если объект ускоряется, чистая работа, проделанная с ним, положительна. При расчете сети вы должны учитывать все силы, действующие на объект. Если вы исключите любые силы, которые действуют на объект, или включите какие-либо силы, которые на него не действуют, вы получите неправильный результат.

Важность теоремы работы-энергии и дальнейших обобщений, к которым она приводит, состоит в том, что она делает некоторые типы вычислений намного проще для выполнения, чем при попытке решить второй закон Ньютона.Например, в «Законах движения Ньютона» мы нашли скорость объекта, скользящего по плоскости без трения, решив второй закон Ньютона для ускорения и используя кинематические уравнения для постоянного ускорения, получив

где s - смещение по плоскости.

Мы также можем получить этот результат из теоремы об энергии работы. Поскольку на объект действуют только две силы - гравитация и нормальная сила - а нормальная сила не выполняет никакой работы, чистая работа - это просто работа, совершаемая гравитацией.Это зависит только от веса объекта и разницы в высоте, поэтому

, где y положительно вверх. Теорема рабочей энергии гласит, что это равно изменению кинетической энергии:

Используя прямоугольный треугольник, мы видим, что

, поэтому результат для конечной скорости такой же.

Что дает использование теоремы работы-энергии? Ответ заключается в том, что для плоской поверхности без трения - немного. Однако второй закон Ньютона легко решить только для этого частного случая, тогда как теорема работы-энергии дает конечную скорость для любой формы поверхности без трения.Для произвольной изогнутой поверхности нормальная сила непостоянна, и второй закон Ньютона может быть трудно или невозможно решить аналитически. Постоянная или нет, но нормальная сила при движении по поверхности никогда не выполняет никакой работы, потому что она перпендикулярна смещению. Вычисление с использованием теоремы работы-энергии позволяет избежать этой трудности и применяется к более общим ситуациям.

Стратегия решения проблем: теорема работы и энергии
  1. Нарисуйте диаграмму свободного тела для каждой силы, действующей на объект.
  2. Определите, действует ли каждая сила над смещением на диаграмме. Обязательно сохраните любые положительные или отрицательные знаки в проделанной работе.
  3. Сложите общий объем работы, выполненной каждой силой.
  4. Установите эту общую работу равной изменению кинетической энергии и решите для любого неизвестного параметра.
  5. Проверьте свои ответы. Если объект движется с постоянной скоростью или с нулевым ускорением, общая проделанная работа должна быть равна нулю и соответствовать изменению кинетической энергии.Если общая работа положительна, объект, должно быть, ускорился или увеличил кинетическую энергию. Если общая работа отрицательная, объект, должно быть, замедлил или уменьшил кинетическую энергию.

Пример

Петля-петля

Гусеница без трения для игрушечной машины включает петлю радиусом R. На какой высоте, измеренной от нижней части петли, должна быть размещена машина, чтобы стартовать из состояния покоя на приближающемся участке пути и проехать до конца. вокруг петли?

Рисунок 7.12 Гусеница без трения для игрушечной машинки имеет петлю. На какой высоте должна заводиться машина, чтобы она могла проехать по петле и не упасть?

Стратегия

Диаграмма свободного тела в конечном положении объекта изображена на (Рисунок). Гравитационная работа - единственная работа, совершаемая над смещением, которое не равно нулю. Поскольку вес указывает в том же направлении, что и чистое вертикальное смещение, общая работа, совершаемая гравитационной силой, положительна. Исходя из теоремы работы-энергии, стартовая высота определяет скорость автомобиля на вершине петли,

.

, где обозначения показаны на сопроводительном рисунке.В верхней части петли нормальная сила и гравитация снижаются, а ускорение центростремительное, поэтому

Условием сохранения контакта с гусеницей является наличие некоторой нормальной силы, даже небольшой; то есть

. Замена на

и N, мы можем найти условие для

.

Решение

Реализуйте шаги стратегии, чтобы достичь желаемого результата:

Значение

На поверхности петли нормальная составляющая силы тяжести и нормальная контактная сила должны обеспечивать центростремительное ускорение автомобиля, движущегося по петле.Тангенциальная составляющая силы тяжести замедляет или ускоряет автомобиль. Ребенок узнал бы, на какой высоте завести машину методом проб и ошибок, но теперь, когда вы знаете теорему работы-энергии, вы можете предсказать минимальную высоту (а также другие более полезные результаты), исходя из физических принципов. Используя теорему работы-энергии, вам не нужно было решать дифференциальное уравнение для определения высоты.

В ситуациях, когда движение объекта известно, но значения одной или нескольких сил, действующих на него, неизвестны, вы можете использовать теорему работы-энергии, чтобы получить некоторую информацию о силах.Работа зависит от силы и расстояния, на котором она действует, поэтому информация предоставляется через их продукт.

Пример

Определение останавливающей силы

Пуля из патрона калибра 0,22LR имеет массу 40 гран (2,60 г) и начальную скорость 1100 фут / с (335 м / с). Он может пробить восемь досок из сосны толщиной 1 дюйм, каждая толщиной 0,75 дюйма. Какова средняя тормозная сила, оказываемая деревом, как показано на (Рисунок)?

Рисунок 7.13 Борта прикладывают силу, чтобы остановить пулю.В результате доски работают, и пуля теряет кинетическую энергию.
Стратегия

Мы можем предположить, что при указанных общих условиях пуля теряет всю свою кинетическую энергию, проникая в доски, поэтому в теореме о работе-энергии говорится, что ее начальная кинетическая энергия равна средней тормозной силе, умноженной на пройденное расстояние. Как изменение кинетической энергии пули, так и полезная работа, проделанная для ее остановки, отрицательны, поэтому, когда вы записываете теорему работы-энергии, с чистой работой, равной средней силе, умноженной на тормозной путь, вы получаете именно это.Общая толщина восьми дюймовых сосновых досок, сквозь которые пробивает пуля, составляет

.

Решение

Применяя теорему работы-энергии, получаем

т.

Значение

В этом примере мы могли бы использовать второй закон Ньютона и кинематику, но теорема работы-энергии также дает ответ на менее простые ситуации. Проникновение пули, выпущенной вертикально вверх в деревянный блок, обсуждается в одном из разделов недавней статьи Асифа Шакура [«Научная видеопазлка Bullet-Block.Учитель физики (январь 2015 г.) 53 (1): 15-16]. Если пуля попадает в блок с мертвой точки, она теряет всю свою кинетическую энергию и проникает немного дальше, чем при выстреле не по центру. Причина в том, что если пуля попадает не по центру, у нее остается небольшая кинетическая энергия после того, как она перестает пробивать, потому что блок вращается. Теорема работы-энергии подразумевает, что меньшее изменение кинетической энергии приводит к меньшему проникновению. Вы поймете больше физики в этой интересной статье после того, как закончите читать Angular Momentum.

Сводка

  • Поскольку результирующая сила, действующая на частицу, равна ее массе, умноженной на производную от ее скорости, интеграл для чистой работы, проделанной над частицей, равен изменению кинетической энергии частицы. Это теорема работы-энергии.
  • Вы можете использовать теорему работы-энергии, чтобы найти определенные свойства системы, без необходимости решать дифференциальное уравнение для второго закона Ньютона.

Концептуальные вопросы

Человек, изображенный ниже, работает с газонокосилкой.При каких условиях газонокосилка будет получать энергию от человека, толкающего ее? При каких условиях он теряет энергию?

[показать-ответ q = ”617101 ″] Показать решение [/ раскрыть-ответ]
[hidden-answer a =” 617101 ″] Косилка получит энергию, если

Он потеряет энергию, если

Косилка также может терять энергию из-за трения о траву при толкании; однако нас не интересуют потери энергии из-за этой проблемы.[/ hidden-answer]

Работа, проделанная в системе, вкладывает в нее энергию. Работа, выполняемая системой, лишает ее энергии. Приведите пример для каждого утверждения.

Два шарика массой m и 2 м падают с высоты h. Сравните их кинетическую энергию, когда они достигают земли.

[показывать-ответ q = ”fs-id1165037865497 ″] Показать решение [/ показывать-ответ]

[скрытый-ответ a = ”fs-id1165037865497 ″]

Второй шарик имеет в два раза большую кинетическую энергию, чем первый, потому что кинетическая энергия прямо пропорциональна массе, как работа, совершаемая гравитацией.

[/ hidden-answer]

Сравните работу, необходимую для разгона автомобиля массой 2000 кг с 30,0 до 40,0 км / ч, с работой, необходимой для разгона с 50,0 до 60,0 км / ч.

Предположим, вы бежите с постоянной скоростью. Вы работаете с окружающей средой и наоборот?

[показывать-ответ q = ”fs-id1165036728890 ″] Показать решение [/ показывать-ответ]

[скрытый-ответ a = ”fs-id1165036728890 ″]

Если окружающая среда не является почти без трения, вы делаете некоторую положительную работу с окружающей средой, чтобы нейтрализовать работу трения против вас, что приводит к нулевой общей работе, производящей постоянную скорость.

[/ hidden-answer]

Две силы действуют, удваивая скорость частицы, первоначально движущейся с кинетической энергией 1 Дж. Одна из сил совершает работу 4 Дж. Сколько работы выполняет другая сила?

Проблемы

(a) Рассчитайте усилие, необходимое для остановки автомобиля массой 950 кг со скорости 90,0 км / ч на расстоянии 120 м (довольно типичное расстояние для остановки без паники). (b) Предположим, что вместо этого автомобиль на полной скорости врезается в бетонную опору и останавливается через 2 секунды.00 мин. Рассчитайте силу, действующую на автомобиль, и сравните ее с силой, найденной в части (а).

Бампер автомобиля спроектирован таким образом, чтобы выдерживать столкновение с неподвижным предметом на скорости 4,0 км / ч (1,1 м / с) без повреждения кузова автомобиля. Бампер амортизирует удар, поглощая силу на расстоянии. Вычислите величину средней силы, действующей на бампер, который разрушается на 0,200 м при остановке автомобиля массой 900 кг с начальной скорости 1,1 м / с.

[показывать-ответ q = ”fs-id1165038034161 ″] Показать решение [/ показывать-ответ]

[скрытый-ответ a = ”fs-id1165038034161 ″]

2.72 кН

[/ hidden-answer]

Боксерские перчатки имеют мягкую подкладку для уменьшения силы удара. (a) Рассчитайте силу, прилагаемую боксерской перчаткой к лицу соперника, если перчатка и лицо сжимают 7,50 см во время удара, при котором рука и перчатка весом 7,00 кг останавливаются с начальной скорости 10,0 м / с. (б) Вычислите силу, оказываемую идентичным ударом в старые кровавые времена, когда не использовались перчатки, а суставы и лицо сжимались только на 2 см. Предположим, что изменение массы при снятии перчатки незначительно.(c) Обсудите величину силы в перчатке. Кажется, что он достаточно высок, чтобы нанести урон, даже если он ниже силы без перчатки?

Используя соображения энергии, рассчитайте среднюю силу, которую спринтер весом 60 кг прилагает к бегу назад, чтобы разогнаться с 2,00 до 8,00 м / с на расстоянии 25,0 м, если он встречает встречный ветер, который оказывает на него среднюю силу 30,0 Н. .

[показывать-ответ q = ”fs-id1165038006594 ″] Показать решение [/ показывать-ответ]

[скрытый-ответ a = ”fs-id1165038006594 ″]

102 N

[/ hidden-answer]

А 5.Коробка 0 кг имеет ускорение

, когда он протягивается горизонтальной силой по поверхности с

Найдите работу, выполненную на расстоянии 10 см с помощью (а) горизонтальной силы, (б) силы трения и (в) чистой силы. (г) Как изменилась кинетическая энергия ящика?

К 20-кг тележке, покоящейся на ровном полу, прилагается постоянная горизонтальная сила 10 Н. Если трение незначительно, какова скорость тележки, когда ее толкают 8.0 м?

[show-answer q = ”607788 ″] Показать решение [/ show-answer]
[hidden-answer a =” 607788 ″] 2,8 м / с [/ hidden-answer]

В предыдущей задаче сила 10 Н приложена под углом

ниже горизонтали. Какова скорость тележки, когда ее толкнули на 8,0 м?

Сравните работу, необходимую для остановки скольжения 100-кг ящика со скоростью 1,0 м / с и пули 8,0 г, движущейся со скоростью 500 м / с.

[show-answer q = ”fs-id1165038217592 ″] Показать решение [/ show-answer]

[скрытый-ответ a = ”fs-id1165038217592 ″]

[/ hidden-answer]

Фургон со своим пассажиром стоит на вершине холма.Повозку слегка толкают, и она катится на 100 м вниз по

.

уклон к подножию холма. Какова скорость вагона, когда он достигает конца уклона. Предположим, что тормозящая сила трения незначительна.

Пуля 8,0 г со скоростью 800 м / с стреляет в деревянный брусок и пробивает 20 см до остановки. Каково среднее усилие дерева на пулю? Предположим, блок не двигается.

[показывать-ответ q = ”fs-id1165036976729 ″] Показать решение [/ показывать-ответ]

[скрытый-ответ a = ”fs-id1165036976729 ″]

12.8 кН

[/ hidden-answer]

Блок массой 2,0 кг стартует со скоростью 10 м / с в нижней части плоскости, наклоненной под углом

к горизонтали. Коэффициент трения скольжения между блоком и плоскостью

.

(a) Используйте принцип работы-энергии, чтобы определить, как далеко блок скользит по плоскости, прежде чем моментально остановится. (b) После остановки блок скользит обратно по плоскости. Какова его скорость, когда он достигает дна? (Подсказка: при круговом обходе на блок действует только сила трения.)

Когда блок массой 3,0 кг прижимается к безмассовой пружине с постоянной силы

пружина сжатая 8,0 см. Блок освобождается, и он скользит на 2,0 м (от точки, в которой он был выпущен) по горизонтальной поверхности, прежде чем его остановит трение. Каков коэффициент кинетического трения между блоком и поверхностью?

[показывать-ответ q = ”fs-id1165037860818 ″] Показать решение [/ показывать-ответ]

[скрытый-ответ a = ”fs-id1165037860818 ″]

0.25

[/ hidden-answer]

Небольшой блок массой 200 г начинается в состоянии покоя в точке A, скользит в точку B, где его скорость равна

.

Затем

скользит по горизонтальной поверхности на расстояние 10 м, прежде чем остановиться в точке C. (См. Ниже). (A) Какова работа трения по изогнутой поверхности? б) Каков коэффициент кинетического трения по горизонтальной поверхности?

Небольшой предмет помещается наверху склона, практически не имеющего трения.Объект скользит вниз по неровной горизонтальной поверхности, где останавливается через 5,0 с после прохождения 60 м. а) Какова скорость объекта в нижней части склона и его ускорение по горизонтальной поверхности? б) Какова высота наклона?

[раскрыть-ответ q = ”218203 ″] Показать решение [/ раскрыть-ответ]
[скрытый-ответ a =” 218203 ″] a. 24 м / с, −4,8 м / с2; б. 29,4 м [/ скрытый ответ]

При отпускании блок весом 100 г скользит по указанному ниже пути, достигая дна со скоростью 4.0 м / с. Сколько работы совершает сила трения?

Пуля калибра 0,22LR, подобная той, что указана на (Рисунок), стреляет в дверь, сделанную из одинарных сосновых досок толщиной 1 дюйм. Как быстро будет лететь пуля после того, как она пробьет дверь?

[показывать-ответ q = ”fs-id1165036783544 ″] Показать решение [/ показывать-ответ]

[скрытый-ответ a = ”fs-id1165036783544 ″]

310 м / с

[/ hidden-answer]

Сани стартуют с остановки на вершине заснеженного склона, который составляет

угол с горизонтом.После спуска на 75 м по склону его скорость составляет 14 м / с. Используйте теорему работы-энергии, чтобы вычислить коэффициент кинетического трения между полозьями саней и снежной поверхностью.

Глоссарий

чистая работа
Работа, совершенная всеми силами, действующими на объект
теорема работы-энергии
чистая работа, совершенная над частицей, равна изменению ее кинетической энергии

% PDF-1.4 % 1405 0 объект > эндобдж xref 1405 69 0000000016 00000 н. 0000003249 00000 н. 0000003449 00000 н. 0000003495 00000 н. 0000004200 00000 н. 0000004876 00000 н. 0000005003 00000 н. 0000005154 00000 н. 0000005220 00000 н. 0000005272 00000 н. 0000005387 00000 н. 0000005500 00000 н. 0000005600 00000 н. 0000005724 00000 н. 0000006382 00000 п. 0000007070 00000 п. 0000007221 00000 н. 0000007346 00000 н. 0000008998 00000 н. 0000009729 00000 н. 0000010011 00000 п. 0000010128 00000 п. 0000010633 00000 п. 0000011029 00000 п. 0000011477 00000 п. 0000011840 00000 п. 0000014008 00000 п. 0000016009 00000 п. 0000018056 00000 п. 0000020356 00000 п. 0000020598 00000 п. 0000022674 00000 п. 0000023103 00000 п. 0000024359 00000 п. 0000026530 00000 п. 0000026904 00000 п. 0000027282 00000 п. 0000027361 00000 п. 0000029073 00000 п. 0000031272 00000 н. 0000031488 00000 п. 0000031596 00000 п. 0000031775 00000 п. 0000038172 00000 п. 0000038275 00000 п. 0000038332 00000 п. 0000038416 00000 п. 0000038647 00000 п. 0000038733 00000 п. 0000042424 00000 п. 0000042527 00000 н. 0000042630 00000 п. 0000042732 00000 н. 0000043479 00000 п. 0000043742 00000 п. 0000045830 00000 п. 0000045871 00000 п. 0000080364 00000 п. 0000080405 00000 п. 0000080529 00000 п. 0000080680 00000 п. 0000080830 00000 п. 0000080989 00000 п. 0000081068 00000 п. 0000081418 00000 п. 0000099649 00000 н. 0000264272 00000 н. 0000003040 00000 н. 0000001676 00000 н. трейлер ] / Назад 8114480 / XRefStm 3040 >> startxref 0 %% EOF 1473 0 объект > поток h ޴ U] LU> wvvfv (îP ڪ,? ژ b ° R ~ + J ز L [ʊU CcCImb1> H] v} |; s F8 {gɔҪ "t` # hq ŻZ / yP] Tq; |" _Xsɍe tF ??, Fvu * կ dPc3Mj & g + lu} x [7 # [/ ̵F {# / rf Xl` / = zGk / 8e!> D ز p [q% e '^ A, @ ~ ޾% d> P] whx: PVZ "` LU {5M > cGmή # Ҝ vK +.