Техника - молодёжи 2007-05, страница 4

Достигая пика перегрузок

Фото Виталия Белоусова

Уважаемая редакция

I

К Вам обращаются студенты Хо-рольского агропромышленного колледжа Полтавской государственной аграрной академии — чле-ны предметного кружка при кабинете технической механики. Мы — коллективный подписчик Вашего журнала, с интересом его читаем «от корки до корки», с нетерпением ждём каждого очередного номера.

В нашем кружке 12 человек, это студенты второго курса, проявляющие повышенный интерес к изучению технических дисциплин. На занятиях занимаемся решением интересных задач теоретического и прикладного характера, проектируем несложные приспособления для учебного хозяйства колледжа. Руководитель кружка Сердюк Александр Иванович — преподаватель технической механики.

Ещё в апреле 2006 г. на заседании кружка мы решили «Загадку ТМ» из №3 за 2006 г. (с первой обложки. — Прим. ред.) о перегрузках спортсме-нов-фигуристов, получили огромное удовольствие и занялись следующими интересными делами. Решение же Вам не посылали, подумав, что мы — не первые, и редакция, наверное, уже получила много правильных ответов.

Поводом для написания данного письма послужил материал «Итоги конкурсов» («ТМ» №12, 2006). В отличие от Антона Белобокова, мы можем оценить перегрузки точно.

Итак, выделим элемент массой т тела спортсмена (см. рис.), находящийся на расстоянии R от оси вращения Z. При вращении спортсмена с постоянной угловой скоростью V линейная скорость выделенного элемента

V= v.R.

Элемент имеет нормальное ускорение

V² (v²-R) , а= = '-' = v².R,

R R

вызывающее силу инерции F= т-а= m-v²-R.

Рассматривая перегрузку (П) как отношение силы инерции, действующей на выделенный элемент, к его силе тяжести (G), получим:

_n=^m^R _{= v2}R_ G тд д

где д = 9,81 м/с² — ускорение свободного падения.

Для более наглядной оценки полученного результата выразим угловую скорость (v) через частоту вращения (П) учитывая, что П-п

v=.

П=

П.п

30

30 R

— =П'

9

Таким образом, перегрузка зависит от частоты вращения фигуриста и от расстояния до оси вращения. А поскольку для разных участков тела это расстояние разное, то и перегрузку эти участки испытывают тоже разную.

Определим, к примеру, перегрузку верхних век спортсменки (на обложке «ТМ» №3 видна их деформация, вызванная перегрузкой). Принимая для них R=0,25 м: а) при п = 60 об/мин = 1 об/с

(itfR

_{3di

П=60

3,14

30

'0,25 "%81

= 1,01;

4 2007 №05 ТМ

И такие перегрузки в различных типах вращения помногу раз в течение 3 - 4-минутного выступления на льду...