Новый физический фейерверк - [19]

1.36. Секреты игры в гольф

Как нужно замахнуться клюшкой для гольфа (выполнить свинг), чтобы удар по мячу при драйве[7] получился наилучшим? Например, не стоит ли махнуть клюшкой вниз как можно сильнее, как будто вы хотите ударить противника в драке? Если же во время замаха вы в какой-то момент пожелаете увеличить или уменьшить усилие, с какой клюшкой это сделать легче — с упругой или с неупругой?

Почему патт[8] с расстояния одного метра значительно труднее выполнить, чем патт с расстояния полуметра? Труднее ли выполнить 3,5-метровый патт, чем трехметровый? Почему мяч может катиться прямо к лунке, но так и не вкатиться в нее?

ОТВЕТ • Когда вы при свинге делаете мах вниз клюшкой, выполняя драйв, в начале замаха запястья согнуты под углом 90° по отношению к предплечьям. Если вы замахнетесь клюшкой как для удара по противнику, то автоматически разогнете запястья во время замаха. В действительности головка клюшки приобретет большую скорость в момент удара, если разгибать запястья не сразу, тем самым уменьшая вращательный момент, а на какой-то стадии замаха. Когда именно нужно разгибать запястья, подсказывает опыт. В тот момент, когда запястья разгибаются, кисть с зажатой в ней клюшкой вращается, в результате чего клюшка приобретает дополнительную скорость.

Многие игроки считают, что гибкость древка клюшки влияет на траекторию мяча, поскольку этим определяется угол, под которым головка клюшки бьет по мячу. В качестве доказательства приводится довод, что более гибкое древко во время свинга сначала отгибается назад, а потом выпрямляется, и клюшка ударяет по мячу с большей силой, чем клюшка с более жестким древком. В результате мяч получает большую энергию. Однако исследования показывают, что гибкость древка клюшки мало влияет на полет мяча: большая гибкость древка может уменьшить энергию, передаваемую мячу, поскольку соударение возбуждает колебания в клюшке. Поэтому предпочтительнее пользоваться более жесткой клюшкой, которая ударяет по мячу под прямым углом, — она позволяет лучше контролировать удар.

Трудность попадания мячом в лунку при ударе патт зависит от углового размера лунки, под которым мяч ее «видит». Если отодвигать мяч дальше от лунки, сначала этот угол уменьшается быстро, а это значит, что забросить мяч в лунку становится все труднее. Но после того, как вы отойдете на расстояние примерно в метр, угол начинает убывать все медленнее, а это означает, что сложность попадания мячом в лунку с расстоянием возрастает тоже медленнее. Конечно, при таком упрощенном анализе из рассмотрения выпадают другие факторы, влияющие на длинный патт, — такие, например, как изменение свойств травы на пути к лунке.

Если мяч катится прямо к лунке, но скорость, с которой он подкатывается к ближней кромке лунки, выше некоторой критической, он не упадет туда. Он пересечет лунку, слегка провалившись в нее, но недостаточно, чтобы там остаться, и, ударившись о дальнюю стенку лунки, выкатится наружу.

1.37. Короткая история. «Занавес смерти»

Если метеорит не сгорает в атмосфере, а достигает земли, он образует кратер. При этом происходит выброс отраженной волной раздробленных и расплавленных пород. Эти обломки летят не по случайным траекториям. Самые быстролетящие камни вылетают под большими углами к земле. Если бы вы могли наблюдать это явление и стояли бы так, что выброшенные метеоритом камни летели на вас, то увидели бы, что они образуют тонкий выгнутый занавес (рис. 1.12). Обломки в верхней части занавеса вылетают с большей скоростью и под большими углами, чем камни, находящиеся в его нижней части. Медленные камешки падают на землю раньше, чем быстрые, так что по мере приближения к вам «занавеса» вы будете постоянно видеть и слышать, как они стукаются о землю.

Рис. 1.12 / Задача 1.37. Камни, выброшенные из кратера, образованного метеоритом.

1.38. Прыжки в длину и высоту

Школьники, прыгая в высоту, обычно перелетают через перекладину «ножницами»: наклонив верхнюю часть туловища вперед, перекидывают через перекладину сначала одну ногу, а затем другую. Но более эффективный способ взять планку — прыгнуть «перекатом»: повернувшись боком и вытянув тело вдоль перекладины, нырнуть за нее головой и плечами.

Когда на Олимпийских играх 1968 года в Мехико Дик Фосбери выиграл соревнования по прыжкам в высоту, его прыжок показался диковинным. Такая техника в его честь стала называться фосбери-флоп, и сегодня она используется легкоатлетами во всем мире. Спортсмен бежит к перекладине ровными шагами, в последний момент поворачивается к ней спиной и как бы ложится на нее, прогибаясь в пояснице. 1. Какое преимущество дает этот способ? Почему нужно подбегать к перекладине ровными шагами? Ведь если бежать с ускорением, прыгуну сообщится больше энергии, и он прыгнет выше.

Одно из ошеломляющих событий в мире легкой атлетики произошло на тех же Олимпийских играх в Мехико. Днем 18 октября Боб Бимон готовился к первой из трех разрешенных попыток в прыжках в длину, меряя шагами дорожку от ямы к линии старта. Потом он развернулся, быстро разбежался, оттолкнулся от бруска для отталкивания и взлетел в воздух. Прыжок оказался таким гигантским, что специальное оптическое устройство не смогло зарегистрировать его длину. Пришлось использовать обычную рулетку. Один из судей крикнул Бимону, застывшему сбоку: «Фантастика, фантастика!» Длина прыжка была действительно фантастической — 8,90 м, она намного превысила предыдущий рекорд — 8,10 м (разница составила целых 80 см!). Бимону, безусловно, помог ветер в спину, который дул как раз с предельно допустимой регламентом скоростью — 2,0 м/с. 2. Помогло ли ему также то, что Мехико находится на большой высоте над уровнем моря и на маленькой долготе? Иными словами, сыграли свою роль в установлении этого удивительного рекорда плотность воздуха и сила земного притяжения?