В рамках проекта «Мобильные университетские смены СКФО „С наукой в сёла!“» учёный-физик, государственный деятель, министр образования и науки РФ в 2012–2016 годах, ректор Московского физико-технического института Дмитрий Ливанов провел для школьников лекцию «Физика в спорте».

Как связаны спортивные игры и фундаментальные законы природы? Почему мячи имеют разную форму, изготавливаются из различных материалов и по-разному ведут себя в полёте? На эти и многие другие вопросы лектор предложил взглянуть с точки зрения физики.

 «Спортом все так или иначе занимаются: кто-то больше, кто-то меньше. В детстве, думаю, все гоняли в футбол или катались на коньках. У нас тоже есть катки, поэтому можно покататься, поплавать, побегать, попрыгать — это всё ситуации, в которых физика проявляется, потому что мы ведём себя как физические объекты», – отметил Дмитрий Ливанов.
  
Физические закономерности проявляются в каждом движении человека. Масса, скорость, сила, трение и сопротивление воздуха – всё это неотъемлемая часть спортивных занятий. При этом спортсмены часто используют законы физики интуитивно, опираясь на опыт и многократные тренировки.
  
В качестве примера лектор привёл футболиста Лионеля Месси, который не решает уравнения перед штрафным ударом, но понимает, какую силу и закрутку придать мячу, чтобы обойти стенку.

«Он не решает уравнений, но тренируется: наносит десятки и сотни ударов, смотрит, как летит мяч, и на этом основании становится мастером», – подчеркнул Дмитрий Ливанов.
  
Особое внимание ученый уделил движению спортивных снарядов. Скорость и траектория мяча зависят от силы удара, угла запуска, формы, массы и сопротивления воздуха. Существенную роль играют также упругость и свойства поверхности.

Говоря о спортивных рекордах, учёный отметил, что среди рассматриваемых примеров особенно выделяется бадминтон: скорость воланчика при начальном ударе может достигать порядка 137 метров в секунду. Такой результат объясняется особенностями конструкции воланчика, упругостью ракетки и передачей энергии во время удара.

 Отдельно Дмитрий Ливанов остановился на законах сохранения энергии и импульса, объяснив школьникам особенности упругих и неупругих столкновений. На практике часть энергии при ударе расходуется на деформацию и трение, поэтому характеристики мяча и спортивного инвентаря напрямую влияют на результат.

Не менее интересным стал разговор об аэродинамике. Вращение мяча способно изменять его траекторию, а сопротивление воздуха влияет на дальность и скорость полёта. Именно такие явления лежат в основе закрученных ударов в футболе и теннисе.

«Вращение мяча важно: закрутки меняют траекторию. В вакууме мяч летел бы в плоскости по параболе, но при вращении он может выходить из этой плоскости и описывать более причудливые траектории», – пояснил лектор.
  
Школьники также узнали, почему у гольф-мяча есть углубления, а у футбольного мяча важны форма панелей и швы. Особенности поверхности влияют на обтекание воздухом, возникновение вихрей и устойчивость полёта. За привычными элементами спортивного инвентаря стоят научные исследования и инженерные решения.

Завершая выступление, Дмитрий Ливанов подчеркнул, что физика помогает понять, как устроен окружающий мир, и призвал школьников интересоваться наукой.

«Физика – интересная наука; она даёт сведения о том, как устроен мир, помогает понять, почему события происходят именно так. Поэтому занимайтесь физикой, изучайте её, решайте задачи», – обратился к участникам встречи учёный.
  
Наука начинается с простых вопросов, которые возникают в повседневной жизни: почему мяч отскакивает, как меняется его траектория и от чего зависит скорость полёта. Такие встречи, отмечают организаторы,  помогают школьникам увидеть в физике не только учебную дисциплину, но и инструмент познания мира.
  
Проект «Мобильные университетские смены СКФО „С наукой в сёла!“» реализуется в рамках Десятилетия науки и технологий при поддержке Минобрнауки России и направлен на популяризацию научных знаний и расширение возможностей для знакомства школьников с представителями научного и образовательного сообщества.

 
Сообщает пресс-служба Дагестанского государственного университета