為什麼滑雪板如此之長?
關鍵概念
物理
重量壓力力中心
簡介
在觀看冬季奧運會或其他冬季體育賽事時,您可能想知道為什麼滑雪板如此之久。專業人士使用的滑雪板質量上乘。研究人員對從製作材料到切割形狀的每一個細節進行修補。該設備經過仔細測試,因為即使是最小的細節也能讓運動員在斜坡上獲得領先優勢。但是你為什麼要把木板放在你的鞋子底下呢?做這個活動找出來!
背景
地球的引力一直吸引著我們; 當我們跳躍時它會讓我們回到地面,當我們在半空中釋放物體時它會使物體掉落。但是當我們站在地板上時,引力甚至會讓我們失望!當你坐在床墊上時,你會看到這個:你的體重,或地球拉到你身上的多少,將床墊向下推。結果,床墊擠在你坐的地方。如果你站在床墊上,你應該注意到它比你躺下或坐在床墊上壓縮更多。當你站立時,所有的重量都會推動你的雙腳接觸床墊的小區域。如果您坐下或躺下,您的體重分布在更大的區域,因此,對於您的身體接觸床墊的每平方英寸,有一個小得多的力量,床墊不會變得壓縮。
雪鞋使用這個概念,讓你沉浸在清新,蓬鬆的雪中。雪鞋與雪的接觸面積更大,因此每平方英寸的重量會減少。每平方英寸接觸區域每次推動的強度是科學家所說的壓力,而雪鞋減少了這種壓力。
與雪地或地板的較大接觸區域具有更多優點。重力作用於我們,好像我們所有的身體的質量被推入一個點,並且重力拉動那個點,稱為質心。如果此點位於我們與地板接觸的區域上方,我們將不會摔倒。接觸面積越大,越容易將質心保持在其上方,我們感覺越穩定。
物料
烤盤或其他容器,側面至少高一英寸麵粉可以直立的動作人偶或玩偶,最好是較重的(允許暫時將滑雪板粘在腳上)紙板剪刀學校膠水
製備
要為你的動作人物製作滑雪板,用紙板切兩個相同的矩形。長度應略短於圖的高度。將約四分之三英寸深的麵粉倒在盤子上。用一塊紙板的邊緣小心地掃過頂層,以形成平坦的表面。
程序
想像一下,麵粉是蓬鬆的雪。如果你踏上這蓬鬆的雪,會發生什麼?將動作人物放在那裡會發生同樣的事嗎?將你的動作人物放在麵粉上。把它拿回來觀察。你的預測是否正確?你看到麵粉中的腳印嗎?你覺得讓你的動作人物沉入麵粉會很容易嗎?為什麼?把你的身材放回麵粉上 - 但這一次,按下它。你的預測是否正確?拿起你的動作人物,讓它站在麵粉上,不要將它推入。嘗試將它翻到一邊,然後是前面和後面。讓你的動作數字下降容易嗎?從你的動作人物的腳上除去灰塵,然後將滑雪板粘在它的腳上,大約在滑雪板的長度的一半。讓膠水乾燥。如果我們將滑雪板的動作人物用於之前的測試,您認為會有什麼不同?
用一塊紙板邊緣再次抹平麵粉。這個動作與滑雪板形成什麼類型的足跡?與沒有滑雪板的人物相比,它們更深還是更淺?讓這個動作人物沉入麵粉更容易還是更難?當你想在雪地上滑行時,為什麼這會有益?你能輕鬆地用滑雪板敲擊動作人物嗎?是敲它所以它落到前面或後面就像它落到一邊一樣容易嗎?為什麼會這樣?額外:凍結一個塑料託盤水製成一個冰凍的池塘,看看如果你的動作人物站在冰上會發生什麼。它會在冰上留下足跡嗎?人們沉入冰雪中會不會沉入冰中?在冰上行走時,你還可以戴上滑雪板嗎?額外:查看北極動物的特徵。在溫暖氣候下,他們的爪子比同類動物更大嗎?如果是這樣,你為什麼這麼認為?額外:給你的動作人物溜冰鞋。要用紙板製作一個溜冰鞋,你需要兩個比你的動作人物的腳稍長一些的小矩形。一個矩形表示鞋子,將粘貼到動作人物腳底部。另一個矩形表示刀片。將其垂直安裝在鞋子上(第一個矩形)。這使得一個滑冰。重複第二次滑冰。冰鞋對麵粉和冰塊有什麼印象?你能輕易地敲掉在冰鞋上平衡的動作人物嗎?為什麼你認為是這種情況?為什麼運動員在雪地上比賽時會穿滑雪板,而在冰上比賽的運動員會穿溜冰鞋?
觀察和結果
當穿著滑雪板時,動作人物的腳印是否較淺?用滑雪板將你的動作形象推到麵粉上是否更難?與動作人物沒有穿著滑雪板相比,是否更難將其撞到前後?這是預料之中的。
滑雪板在滑雪者和雪地之間建立了一個大的接觸區域。因此,滑雪者的重量 - 或重力拉動他 - 在較大的區域上展開。滑雪者在每平方英寸的雪上按壓較少,而不是沉入其中,他或她可以滑過它。當你將你的動作形象推入麵粉時,你也會感覺到這一點。沒有滑雪板,很容易。使用滑雪板,你的力量分布在很大的區域。使動作人物陷入麵粉更加困難。
滑雪板也有助於穩定性。當您擁有更大的接觸區域時,更容易保持平衡。想想當你站在腳趾上時,你往往會向前或向後摔倒; 站在平腳上更容易。同樣地,滑雪板伸展腳部,使其難以向前或向後傾斜,但由於它們幾乎不會將腳伸向側面,滑雪者仍然可以輕易地向側面傾斜。
然而,在冰上比賽的運動員使用溜冰鞋是因為他們希望自己的體重集中在一個小區域。
清理
從動作人物的腳上取下滑雪板,然後剝掉剩餘的膠水。將麵粉倒入堆肥或垃圾中。