Номер 302, страница 43 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Взаимодействие тел. Сила трения - номер 302, страница 43.

Условие.

302. Почему для спортсменов-спринтеров делают обувь с шипами, а для стайеров — без шипов?

Решение.

Различие в обуви для спринтеров и стайеров объясняется фундаментальной разницей в их задачах и биомеханике бега.

Спринтеры (бегуны на короткие дистанции)

Основная цель спринтера — развить максимальную скорость за минимальное время. Для этого требуется взрывная сила и максимально мощное отталкивание от поверхности беговой дорожки. Шипы на подошве обуви (шиповки) врезаются в специальное покрытие дорожки, обеспечивая максимально возможное сцепление. Это позволяет бегуну приложить огромную силу для толчка, не опасаясь проскальзывания стопы. Сила трения, увеличенная за счет шипов, создает необходимую реакцию опоры, которая и толкает спортсмена вперед с максимальным ускорением. Без шипов нога бы проскальзывала, что привело бы к потере энергии и драгоценных долей секунды.

Стайеры (бегуны на длинные дистанции)

Основная цель стайера — преодолеть большую дистанцию с минимальными затратами энергии, то есть бежать максимально эффективно. Им не нужно взрывное ускорение, их бег более размеренный. Для них шипы не только не нужны, но и вредны по нескольким причинам:

1. Энергозатраты: Шипы увеличивают вес обуви и создают дополнительное сопротивление при отрыве стопы от земли (энергия тратится на "вытаскивание" шипов из покрытия). На дистанции в несколько километров эти лишние затраты энергии становятся критичными.
2. Комфорт и травмы: Шипы создают точечное давление на стопу, что при длительном беге может вызвать сильный дискомфорт, мозоли и даже привести к стрессовым травмам. Обувь стайера (марафонки) должна иметь хорошую амортизацию для гашения ударной нагрузки, которая повторяется тысячи раз за забег.
3. Избыточное сцепление: Сцепления, которое обеспечивает качественная резиновая подошва, вполне достаточно для бега на длинные дистанции. Чрезмерное сцепление от шипов не требуется.

Таким образом, конструкция обуви напрямую связана с физическими задачами, стоящими перед атлетом.

Ответ: Обувь с шипами необходима спринтерам для создания максимального сцепления с дорожкой при мощном отталкивании, что позволяет развить максимальное ускорение. Стайерам шипы не нужны, так как для них важнее экономия энергии, малый вес обуви и амортизация на длинной дистанции, а избыточное сцепление привело бы к лишним энергозатратам и дискомфорту.