Fizica schiului
De Jonathan Parienté (În căutarea blogului științific)
Postat pe 26 februarie 2010 la 16:22
Timp de citire 4 min.
- Partajare
- Partajare dezactivată Partajare dezactivată
- Partajarea este dezactivată Trimiteți prin e-mail
- Partajare dezactivată Partajare dezactivată
- Partajare dezactivată Partajare dezactivată
Nu veți fi scăpat de observație, zeci de schiori din întreaga lume intră pe pârtiile canadiene și în televizorul dvs. chiar acum. Sub schiurile alergătorilor, există știință. Care sunt fenomenele fizice care „permit” schiorilor să atingă aceste viteze vertiginoase ?
Intuitiv, ne imaginăm că cu cât schiorul este mai greu, cu atât va merge mai repede. Este adevărat și fals.
Să începem cu un caz simplu. Imaginați-vă un schior care pornește din vârful unei pante pentru a coborî complet. Într-o lume ideală în care fizica ar rămâne relativ simplă, schiorul nostru nu ar suferi nicio frecare care ar putea să-l încetinească. Singura forță care l-ar muta înainte este greutatea sa. Contrar a ceea ce spunem în limbajul cotidian, greutatea este o forță (exprimată în Newton) spre deosebire de masă. Greutatea este produsul masei și al unei constante constante numită accelerație gravitațională a Pământului (9,81 m/s²).
Toată lumea o știe, din moment ce Arhimede, bărcile plutesc 1 și din Newton și a doua sa lege, suma forțelor este egală cu masa înmulțită cu accelerația. Cobaiul nostru coboară pe pantă, așa că accelerația sa este direcționată în acea direcție. Pe de altă parte, greutatea este îndreptată spre centrul Pământului. Așa cum se vede în diagrama 2 de mai jos, este de fapt ceea ce se numește componenta greutății paralele cu panta care îl conduce pe schior spre final (Px în turcoaz pe diagramă).
Faceți un mic flashback la cursurile dvs. de facultate și veți observa că această componentă poate fi exprimată ca o funcție a sinusului unghiului pe care îl face panta cu orizontală - da, dacă credeți-ne.
Revenind la a doua lege a lui Newton, accelerația (axul) schiorului înmulțită cu masa este egală cu componenta greutății, Px, care este ea însăși egală cu produsul masei, constanta g și sinusul unghiului pantei . Este curat ?
Deci, accelerația schiorului nostru depinde doar de panta pistei și nu de masa acesteia.
De aceea, nepotul tău în vârstă de opt ani (aproximativ) coboară pe pistă cu aceeași viteză ca tine. Un ultim lucru, până acum am vorbit doar despre accelerație și nu despre viteză. Nu vă panicați, accelerația și viteza sunt legate. Accelerația fiind constantă, viteza va crește permanent, indiferent de masă.