III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ФИЗИКА В ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЕ
Карвонен С.И., Кундозерова А.Д.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


 

 

  1. Введение

«Как прекрасно почувствовать единство целого комплекса явлений, которые при непосредственном восприятии казались разрозненными»

Эйнштейн.Объект исследования:

Законы физики в предмете физическая культура.Методы исследования:

  • теоретические методы систематизации теоретического материала, исследовательские методы, обобщение накопленного материала, изучение и анализ научной и публицистической литературы по проблеме исследования;

  • экспериментальные методы;

  • обсервационные методы наблюдение, фиксирование результатов исследования, эксперимент;

  • статистические методы математические методы обработки результатов исследования, табличная и графическая интерпретация данных, математические расчеты с использованием физических формул.

Проблема исследования.

Где проявляются законы физики на уроках физическая культура?

Гипотеза исследования.

Законы физики присутствуют, и их знание помогает улучшить результаты на уроках физической культуры.

Цель работы:

Выяснить, существует ли связь между предметами.

Задачи:

  • Увидеть законы физики в предмете физическая культура;

  • Выявить связь между предметами;

  • Показать учащимся, как знание законов физики помогает добиться успехов в физических упражнениях.

В словах «физика» и «физкультура» есть одинаковые корни. На первый взгляд, что общего между спортом и наукой? Однако, если хорошо подумать, мы поймем - спорт без физики бессилен. Ведь чтобы правильно бегать, высоко и далеко прыгать, хорошо метать, научиться плавать, нужно ли знать и использовать законы физики. Проблема исследования. Где проявляются законы физики на уроках физическая культура?

На первый взгляд, физкультура не самый подходящий предмет для постановки научных проблем. Однако мы знаем, что люди, и в первую очередь учёные, издревле ценили физические упражнения, спорт как основу "соразмерности, красоты и здоровья" и не только не отделяли её от науки, но и находили в них точки соприкосновения. Гипотеза исследования: законы физики присутствуют, и их знание помогает улучшить результаты на уроках физической культуры. Цель работы: выяснить, существует ли связь между предметами.

Наша задача – расширить и углубить знания, полученные вами на уроках физики и применить их в другой области. А для этого мы выполнили исследования и провели практическую работу.

  1. Основная часть

В физике много явлений, наиболее проявляющиеся в физической культуре – это механические явления. Мы попробовали рассмотреть некоторые из них, которые сейчас вам и представим.

  1.  
    1. Движение тела под действием силы тяжести.

При метании мяча важным моментом оказывается угол полета по отношению к горизонту. Знания элементарной геометрии и законов физики позволяют утверждать, что максимальная дальность достигается при угле вылета в 45° (рисунок 1). Практически добиться такой точности не представляется возможным. Надо отметить, что метание мяча на дальность не зависит от роста и длины конечностей спортсмена. На первый взгляд кажется, что чем выше легкоатлет, и чем длиннее у него руки, тем дальше полетит мяч или граната. На практике же мы сталкиваемся с тем, что рост влияет только на высоту точки вылета, но при правильном броске эта характеристика существенно не повлияет на конечный результат.

Мы решили проверить, действительно ли максимальная дальность достигается при угле бросания в 45°. Испытуемые ученики 3-4 классов, выполняли метание мяча под разным углом (приблизительно 90°, 0°, 45°). Из гистограммы № 1 видно, что максимальная дальность достигается при угле 45°.

На основе этого исследования мы подтвердили, что максимальная дальность броска достигается при угле бросания в 45°.

  1.  
    1. Давление на опору.

Всё зависит от площади опоры. Человек во время ходьбы опирается на обувь, и вся его тяжесть вдавливает в снег узкие подошвы. А лыжник надавливает на большую, длинную лыжу. Его тяжесть распределяется на снег по всей поверхности лыжи. Потому снег и выдерживает тяжесть лыжника. Если подсчитать, с какой силой давят на снег пешеход и лыжник, то окажется, что первый давит на снег сильнее второго.

Что бы подтвердить зависимость глубины погружения в снег от площади опоры мы провели исследование, взяли лыжи одинаковой ширины, но разной длинны. Испытуемыми стали учащиеся нашей школы, разной весовой категории. Из гистограммы № 2 следует, что с увеличением длины лыжи, а следовательно и площади опоры уменьшается давление на опору. А из гистограммы № 3 можно сделать вывод, чем больше площадь опоры тем, тем меньше испытуемый проваливается в снег на лыжах. Таким образом, из этого следует вывод: для того, чтобы меньше проваливаться в снег, нужно выбирать лыжи с большей площадью, но при этом учитывая массу тела.

  1.  
    1. Давление газа.

На уроках физической культуры мы заметили, что баскетбольный мяч во время ведения отскакивает с разной высотой, особенно когда становиться прохладно, решили проверить. Провели исследование, мяч опускали с высоты 1,5 м, он отскакивал, мы замеряли высоту первого отскока, меняли температурный режим. Мяч выносили в коридор, в ангар, на улицу. Увидели, что с понижением температуры, высота отскока уменьшалась. Это связано с тем, что температура воздуха внутри мяча понижается, поэтому скорость молекул уменьшается, что приводит к уменьшению числа соударений их со стенками мяча, тем самым давление в мяче уменьшается.

Вашему вниманию представляем видео, где ведение осуществляется при комнатной температуре и когда мяч был некоторое время на улице, где температура воздуха составляла - 16°С.

Вывод: В помещение, где выполняются спортивные, силовые и аэробные тренировки температура не должна быть ниже 16-18°С.

  1.  
    1. Инерция.

Инерция – явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел. Это явление необходимо учитывать при прыжках. При разбеге у человека уже есть скорость, а при прыжке с места скорости нет. Прыжок с разбега увеличивается. Мы провели исследование. Испытуемые ученики 3-4 классов, выполняли прыжок с места, с одного, с двух, трех шагов разбега. Гистограмма № 4 показывает, что лучший результат достигается при трех шагах разбега. Таким образом, мы убедились, что явление инерции помогает при прыжке с разбег, поэтому для хорошего результата, нужен хороший разбег.

2.5. Вы знаете, что физика – наука экспериментальная. А в ходе эксперимента физикам приходится производить измерения. Производят измерения и во время спортивных соревнований, тестов, зачетов иначе как сравнить вырос результат или нет?

Результаты практической работы:

Исследовались девушки 10-11 классов. Учащиеся в течении 1 мин. выполняли прыжки на скакалке. Мы высчитали по формуле период и частоту вращений. Таблица № 1

Вывод: Из гистограммы № 5-6 видно, если испытуемый хочет улучшить свой результат, то он должн увеличить частоту вращательных движений.

  1. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Каждый из нас знает, какое важное место занимает в жизни человека физическая культура. На пути к хорошему результату стоят преграды тех или иных физических явлений и закономерностей.

Физика помогает достичь высоких результатов, а так же она облегчает физические нагрузки на организм, тем самым экономя время, усилия и здоровье учащегося. Рассмотренные нами случаи проявления механических явлений в предмете физкультура не единственные, в дальнейшей нашей исследовательской работе мы планируем рассмотреть и изучить еще связь этих предметов.

Хочется и вам пожелать, чтобы знание физики помогли достигнуть результатов, а физкультура помогла сохранить здоровье, воспитать выносливость и волю к достижению поставленной цели.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Волков В.А. Физика 10 класс. - М.: Дрофа, 2006.

  2. Енохович А.С. Справочник по физики. - М.: Просвещение, 1990.

  3. Легкая атлетика: учебник для институтов физической культуры - Изд. 3е, доп. И переработка. /Под редакцией Н.Г. Озолина, В.И. Воронкина М: Физкультура и спорт, 1979.

  4. Майоров А.Н. Физика для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке./ майоров А.Н. - Ярославль: Академия развития; Академия, К, 1999.

  5. Масленников И.Б., Смирнов Г.А. Лыжные гонки. - 2-е изд., испр. и доп. - М.Физкультура и спорт. 1999.

  6. Физика: учеб. пособие/ М.В. Белоус, В.Н. Васковская, Л.В. Воронецкая, Ю.Л. Ментковский: Высш. школа, 1990.

Приложение

Рисунок 1

Гистограмма 1

Метание мяча, брошенного под разным углом к горизонту.

Гистограмма № 2

Давление, которое испытуемый оказывает на снег.

Гистограмма № 3

Глубина погружения, давящей опоры

Гистограмма № 4

Прыжок в длину

Таблица 1

Результаты прыжков на скакалке на время.

время, с

количество прыжков, раз

период Т

частота

1

60

86

0,7

1,4

2

60

137

0,4

2,5

3

60

109

0,6

1,7

4

60

122

0,5

2

5

60

104

0,6

1,7

6

60

129

0,5

2

Гистограмма 5

Гистограмма 6