Номер 171, страница 26 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Взаимодействие тел. 8. Инерция - номер 171, страница 26.

Решение.

Решение

Это действие связано с необходимостью уменьшить силу удара о землю. Рассмотрим этот процесс с точки зрения физики, используя второй закон Ньютона в импульсной форме.

В момент перед приземлением тело человека имеет определенную скорость $\text{v}$ и, следовательно, импульс $p = mv$, направленный вниз. После полной остановки на земле его скорость и импульс становятся равными нулю. Таким образом, за время торможения $Δt$ происходит изменение импульса $Δp$. Величина этого изменения импульса зависит от высоты прыжка (которая определяет скорость приземления) и массы человека, и для конкретного прыжка является постоянной.

Второй закон Ньютона гласит, что средняя сила $\text{F}$, действующая на тело, равна отношению изменения импульса тела ко времени, за которое это изменение произошло:

$F = \frac{\Delta p}{\Delta t}$

Из этой формулы видно, что при неизменном изменении импульса $Δp$, действующая сила $\text{F}$ обратно пропорциональна времени $Δt$. Чтобы уменьшить силу удара, необходимо увеличить время торможения.

Сгибая ноги в коленях, человек как раз и увеличивает время $Δt$, в течение которого его скорость падает до нуля. Этот процесс "растягивается" во времени, делая торможение более плавным. Если бы человек приземлился на прямые, негнущиеся ноги, время контакта и остановки было бы очень коротким, что привело бы к возникновению очень большой, пиковой силы удара. Такая сила могла бы вызвать серьезные травмы суставов и костей.

Таким образом, сгибание ног работает как амортизатор, который увеличивает время торможения и за счет этого значительно снижает силу удара.

Ответ: Человек подгибает ноги в коленях, чтобы увеличить время торможения после касания земли. Согласно второму закону Ньютона ($F = \frac{\Delta p}{\Delta t}$), увеличение времени торможения ($Δt$) приводит к уменьшению средней силы удара ($\text{F}$), действующей на тело человека, что позволяет избежать травм.