Эта раздаточная информация охватывает избранные темы SL для курса, впервые оцениваемого в 2026; она не является полным курсом.
Предварительные требования: читать указанные количества и единицы, использовать арифметику и моделированные условия ниже.
Примеры являются оригинальными и вымышленными: они не представляют собой реальные измерения или реальные студенческие исследования.
5.2
Силы, движение и механика тела
Что могло бы объяснить это наблюдение?
Ракетка замедляет мяч со скорости 30 до 20 метра в секунду за пять миллисекунд. Изменение движения мяча вызвано импульсом силы: силой, проинтегрированной по времени, равной изменению импульса движения.
Постройте модель
Импульс силы = средняя результирующая сила × прошедшее время = изменение импульса движения.
Биомеханический анализ должен определять сегмент, направление и фазу движения.
Равнодействующая сила и усилие отдельной мышцы не являются взаимозаменяемыми понятиями.
Увеличение плеча рычага изменяет момент силы без изменения приложенного усилия.
Импульс силы: сила, интегрированная по времени; равна изменению импульса движения.
Однаковое изменение импульса движения, 150 кг·м/с: удвоение времени торможения уменьшает среднюю силу вдвое
Выберите доказательства для проверки гипотезы
Используйте одобренное учителем видео безопасного движения с согласия участников.
Калибруйте расстояние и время (видимая эталонная длина); идентифицируйте кадры последовательно.
Избегайте медицинских выводов на основе двухмерной записи.
В лаборатории: перспектива камеры может искажать видимые углы сочленений: снимайте перпендикулярно плоскости движения и указывайте положение камеры.
Работайте с известными величинами
Известно: масса мяча 0.058 кг; изменение скорости 10 м/с в течение 0.005 с.
Изменение импульса движения = 0.058 × 10 = 0.58 кг·м/с.
Average force = impulse over time = 0.58 / 0.005 = 116 N.
Проверка момента силы: та же сила захвата 10 Н при удвоенном плече удваивает момент силы относительно запястья.
Ваш ход: Время контакта увеличивается до 0.010 с при том же изменении импульса. Что происходит со средней силой?
Проверьте вывод и его границы применимости
Видео демонстрирует кажущееся двумерное движение; компоненты, выходящие за плоскость кадра, невидимы.
Равнодействующую силу, вычисленную по движению, невозможно отнести к одной мышце.
Неверно: Следующее движение показывает большую силу мышц. Увеличенное время контакта обеспечивает то же изменение импульса при меньшей средней силе: следящее движение изменяет время действия импульса, а не только усилие мышцы.
Ключевые моменты:
Импульс = средняя равнодействующая сила × продолжительность = изменение импульса движения.
Определите сегмент, направление и фазу до начала любого анализа.
Обращайте внимание на: углы суставов, считанные под искаженным углом камеры.
Запишите из импульса 60 Н·с
Приземление длится 0.3 с со средней равнодействующей силой 200 Н.
Импульс = 200 × 0.3 = 60 Н·с — равно полному изменению импульса движения, независимо от способа его приложения.
Запишите из средней силы 1 200 Н
Импульс прыгуна массой 80 кг изменяется на 240 кг·м/с в течение толчка длительностью 0.2 с.
Импульс силы 240 Н·с в течение 0.2 с даёт результат 240 ÷ 0.2 = 1 200 Н средняя сила — более короткий контакт означает большую силу.
Запишите из определения фазы
Определите фазу толчка по сегменту, направлению и конечной точке ДО любого анализа сил.
Причина: сила есть скорость изменения импульса движения, а скорость зависит от момента окончания объявленной фазы.
Запишите из мягкого приземления
Тот же прыжок приземляется на пену: контакт растягивается до 0.5 с для того же изменения импульса движения 100 Н·с.
Средняя сила = 100 ÷ 0.5 = 200 Н — амортизация распределяет импульс во времени; она никогда не устраняет сам импульс.
