Гімнаст фактично може виконувати обидва типи обертання одночасно — ось що робить цей вид спорту таким цікавим для спостереження. У фізиці ми б назвали цей тип руху «обертанням твердого тіла». Але, очевидно, люди не жорсткі, тому математика для опису таких обертань може бути досить складною. Заради стислості обмежимо наше обговорення лише розворотами.
Існує три види скручувань. Є розташування, при якому спортсмен тримає тіло в прямому положенні. Є щука, у якої вони згинаються під кутом близько 90 градусів в стегнах. Нарешті, є фіксація, коли коліна підтягуються до грудей.
Яка різниця, з точки зору фізики?
Обертання та момент інерції
Якщо ви хочете зрозуміти фізику обертання, вам потрібно врахувати момент інерції. Я знаю, що це дивний термін. Почнемо з прикладу з човнами. (Так, човни.)
Припустімо, ви стоїте на причалі біля невеликого човна, який там просто плаває, не пришвартований. Якщо ви поставите ногу в човен і штовхнете його, що станеться? Так, човен віддаляється, але він робить щось інше. Човен теж прискорює коли він віддаляється. Ця зміна швидкості є прискоренням.
А тепер уявіть, що ви рухаєтеся вздовж доку та вибираєте набагато більше судно, наприклад яхту. Якщо поставити на нього ногу і штовхнути його, застосовуючи ту саму силу протягом того самого часу, що й для меншого човна, чи зрушиться він? Так. Однак він не збільшує швидкість так сильно, як менший човен, оскільки він має більшу масу.
Ключовою властивістю в цьому прикладі є маса посудини. З більшою масою важче змінити рух об’єкта. Ми іноді називаємо цю властивість об’єктів бездіяльність (з яким не слід плутати в момент бездіяльності— ми незабаром дійдемо до цього).
Коли ви штовхаєте човен, ми можемо описати цю взаємодію сила-рух у формі другого закону Ньютона. Це виглядає так:
Ілюстровано Реттом Алланом
