Gyorstálcák állóvízben. Vízmozgási problémák

Ez az anyag egy feladatrendszer a „Mozgás” témában.

Cél: segítse a tanulókat teljesebben elsajátítani a problémamegoldás technológiáját ebben a témában.

A vízen való mozgással kapcsolatos problémák.

Nagyon gyakran az embernek vízen kell mozognia: folyón, tavon, tengeren.

Eleinte maga csinálta, majd megjelentek a tutajok, csónakok, vitorlás hajók. A technika fejlődésével a gőzhajók, motoros hajók és az atommeghajtású hajók az ember segítségére voltak. És mindig is érdekelte az út hossza és a leküzdésére fordított idő.

Képzeljük el, hogy kint tavasz van. A nap felolvadta a havat. Pocsolyák jelentek meg, és patakok futottak. Készítsünk két papírcsónakot, és eresszük az egyiket egy tócsába, a másikat pedig egy patakba. Mi lesz az egyes hajókkal?

A tócsában a csónak egy helyben áll, a patakban viszont lebeg, hiszen a benne lévő víz lejjebb „szalad” és magával viszi. Ugyanez történik egy tutajnál vagy csónaknál.

A tóban megállnak, de a folyóban lebegnek.

Vegyük fontolóra az első lehetőséget: egy tócsa és egy tó. A bennük lévő víz nem mozdul, és ún álló.

A hajó csak akkor úszik át a tócsán, ha toljuk, vagy ha fúj a szél. A csónak pedig evezők segítségével, vagy ha motorral van felszerelve, vagyis a sebessége miatt elkezd mozogni a tóban. Ezt a mozgást az ún mozgás állóvízben.

Különbözik az úton való vezetéstől? Válasz: nem. Ez azt jelenti, hogy te és én tudjuk, hogyan kell eljárni ebben az esetben.

1. feladat. A csónak sebessége a tavon 16 km/h.

Mekkora utat tesz meg a hajó 3 óra alatt?

Válasz: 48 km.

Emlékeztetni kell arra, hogy a csónak sebességét állóvízben ún saját sebesség.

2. feladat Egy motorcsónak 60 km-t vitorlázott át egy tavon 4 óra alatt.

Keresse meg a motorcsónak saját sebességét.

Válasz: 15 km/h.

3. feladat. Mennyi ideig tart egy saját sebességű hajó

28 km/h-val egyenlő 84 km-t átúszni a tavon?

Válasz: 3 óra.

Így, A megtett út hosszának meghatározásához meg kell szoroznia a sebességet az idővel.

A sebesség meghatározásához el kell osztani az út hosszát az idővel.

Az idő meghatározásához el kell osztani az út hosszát a sebességgel.

Miben más a tavon való vezetés, mint a folyón?

Emlékezzünk a papírcsónakra a patakban. Úszott, mert megmozdult benne a víz.

Ezt a mozgást az ún megy az áramlással. És az ellenkező irányba - az árammal szemben haladva.

Tehát a víz a folyóban mozog, ami azt jelenti, hogy megvan a maga sebessége. És hívják folyó áramlási sebessége. (Hogyan kell mérni?)

4. feladat. A folyó sebessége 2 km/h. Hány kilométert visz a folyó?

bármilyen tárgy (faforgács, tutaj, csónak) 1 óra, 4 óra alatt?

Válasz: 2 km/h, 8 km/h.

Mindegyikőtök úszott már a folyóban, és emlékszik rá, hogy sokkal könnyebb az áramlattal úszni, mint az áramlattal szemben. Miért? Mert a folyó az egyik irányba „segít” az úszásban, a másikban „az útba esik”.

Aki nem tud úszni, az el tudja képzelni azt a helyzetet, amikor erős szél fúj. Nézzünk két esetet:

1) hátul fúj a szél,

2) a szél az arcodba fúj.

Mindkét esetben nehéz elmenni. A hátunkról fújó szél futásra késztet, ami azt jelenti, hogy a sebességünk megnő. A szél az arcunkban ledönt és lelassít. A sebesség csökken.

Koncentráljunk a folyó mentén való mozgásra. Papírhajóról már beszéltünk egy tavaszi patakban. A víz magával viszi. A vízbe bocsátott csónak pedig az áramlás sebességével fog lebegni. De ha megvan a maga sebessége, akkor még gyorsabban fog úszni.

Ezért a folyó mentén történő mozgás sebességének meghatározásához össze kell adni a hajó saját sebességét és az áram sebességét.

5. feladat A csónak saját sebessége 21 km/h, a folyóé 4 km/h. Keresse meg a hajó sebességét a folyó mentén.

Válasz: 25km/h.

Most képzelje el, hogy a csónaknak a folyó sodrásával szemben kell vitorláznia. Motor vagy akár evező nélkül az áram az ellenkező irányba viszi. De ha megadod a csónaknak a saját sebességét (indítod a motort vagy leülteted az evezőst), az áram továbbra is visszanyomja és megakadályozza, hogy a saját sebességével haladjon előre.

Ezért A csónak árammal szembeni sebességének meghatározásához ki kell vonni az áram sebességét a saját sebességéből.

6. feladat A folyó sebessége 3 km/h, a hajó saját sebessége 17 km/h.

Határozza meg a csónak sebességét az áramlattal szemben.

Válasz: 14 km/h.

7. feladat A hajó saját sebessége 47,2 km/h, a folyóé 4,7 km/h. Határozza meg a hajó sebességét az áramlás irányában és az árammal szemben.

Válasz: 51,9 km/h; 42,5 km/h.

8. feladat Egy motoros csónak sebessége folyásirányban 12,4 km/h. Határozza meg a hajó saját sebességét, ha a folyó sebessége 2,8 km/h.

Válasz: 9,6 km/h.

9. feladat A csónak árammal szembeni sebessége 10,6 km/h. Határozza meg a csónak saját sebességét és az áramlat menti sebességét, ha a folyó sebessége 2,7 km/h.

Válasz: 13,3 km/h; 16 km/h.

Az árammal és az árammal szembeni sebesség kapcsolata.

Vezessük be a következő jelölést:

V s. - saját sebesség,

V áram - áramlási sebesség,

V áramlás szerint - sebesség az árammal,

V áramlási áramlás - árammal szembeni sebesség.

Ezután a következő képleteket írhatjuk fel:

V nincs áram = V c + V áram;

Vnp. áramlás = V c - V áramlás;

Próbáljuk meg ezt grafikusan ábrázolni:

Következtetés: az áram mentén és az árammal szembeni sebességkülönbség az áram sebességének kétszeresével egyenlő.

Vno áram - Vnp. áramlás = 2 Váramlás.

Vflow = (Vflow - Vnp.flow): 2

1) A csónak árammal szembeni sebessége 23 km/h, az áramlat sebessége 4 km/h.

Határozza meg a csónak sebességét az áramlat mentén.

Válasz: 31 km/h.

2) Egy motorcsónak sebessége a folyó mentén 14 km/h, az áramlat sebessége 3 km/h. Határozza meg a csónak sebességét az áramlattal szemben

Válasz: 8 km/h.

10. feladat Határozza meg a sebességeket, és töltse ki a táblázatot!

* - a 6. tétel megoldásakor lásd a 2. ábrát.

Válasz: 1) 15 és 9; 2) 2. és 21.; 3) 4. és 28.; 4) 13. és 9.; 5) 23. és 28.; 6) 38. és 4.

A kajak átlagos, minimális és maximális sebessége.

A kajakok hegyes orrral és tattal ellátott evezős csónakok, amelyeket manapság széles körben használnak a turizmusban, a vízi sportokban, a vadászatban, a családi sétákban és a különböző összetettségű víztesteken való hosszú utakon. Manőverezhetőek, könnyűek és könnyen irányíthatók, kis súlyuk, kiváló stabilitásuk és felhajtóképességük van. Ezért az elmúlt években a vízen való időtöltés szerelmesei, akik nagyon érdeklődnek a különféle modellek teljesítménye és műszaki jellemzői iránt, megpróbáltak vásárolni egy vagy másik típusú kajakot. Nem utolsósorban fontos a kajakok sebessége.

Azt kell mondanunk, hogy az ilyen hajók sebessége rugalmas koncepció, sok tényezőtől függ. Befolyásolják az áramlás jellemzői, az evezősök fizikai tulajdonságai, a csónak méretei, a víz típusa és még sok más. Elméletileg 4 kilométer/órától 5 kilométer/óráig terjed, de a gyakorlatban a számok jelentősen eltérhetnek. Valójában egy adott kajakmodell hozzávetőleges sebessége fontos az útvonaltervezéshez, és a kezdők általában a különböző kivitelű egy-, két- és háromágyas kajakok tesztelésére koncentrálnak. De ez csak feltételes adat, amelyet azonos rövid távolságok különböző kajakkal való megtételével szereztek. Hosszú utakon pedig nagymértékben változhatnak.

Átlagos kajak sebesség

A kajakok evezős csónakok, ami azt jelenti, hogy sebességük nagymértékben függ az evezősök fizikai erejétől és tapasztalatától. A 3,5 méter hosszú modellek 7 kilométer per órás vagy annál nagyobb sebességre képesek felgyorsulni, még akkor is, ha utasaik nem tesznek sok erőfeszítést és nyugodtan eveznek. Ugyanakkor, ha az evezősök tapasztalatlanok, és nem tudják, hogyan tartsák az irányt, a csónakok tántorogni kezdenek, és sebességük 3-4 kilométer/órára csökkenhet. Ilyenkor a kezdők időnként gyorsításokkal igyekeznek megszerezni, de ez sokszor csak erőt von el, és gyors kifáradáshoz vezet.

Általánosságban elmondható, hogy a tapasztalt kajakosok, amikor hosszú utakra indulnak, körülbelül 6-7 kilométeres óránkénti átlagsebességet próbálnak tartani. Ez lehetőséget ad nekik, hogy 7-8 órát evezzenek, és még mindig elég energikusnak érzik magukat. Természetesen a mozgás végére még csökken a kajak sebessége, de az útvonalat teljesítik.

Úgy tartják, hogy a két vagy három evezős kajakok átlagsebessége nagyobb, mint az egyszemélyes modelleké. Ez igaz a sportmodellekre, de nem mindig érvényes. Ha egy hajó két-három fős legénységgel indul kirándulni, általában csomagokat is visz. Egy ilyen teher súlya alatt a kajak megfelelő huzatot ad, a vízállóság nő, ezért a sebesség változatlan marad. És ha az evezősök nem tudják, hogyan kell csapatként dolgozni, vagy nagyon eltérőek a fizikai tulajdonságaik, akkor ez csökkenni fog az ütések következetlensége és az összehangolatlan akciók miatt.

Kajak sebesség állóvízben

A gyakorlatban a kajak sebessége nagyban függ mind az áramlattól, mind a szél irányától. Ha a víz mozdulatlan és az idő nyugodt, egy evezős könnyedén felgyorsítja a hajót akár 7 kilométeres óránkénti sebességre, sőt egyes modellek akár 12 kilométeres óránkénti sebességet is elérhetnek. Most nem a váz nélküli felfújható opciókról beszélünk, amelyeknél az állandó elfordulás miatt óránként 6 kilométer a határ. A közelmúltban a gyártók szárnyasszárnyas vagy motoros kajakokat kezdtek gyártani, amelyek akár 40 kilométeres óránkénti sebességgel is mozoghatnak!

A csendes kilátás és a szél hiánya egyszerűen ideális feltételek, amelyek nem mindig találhatók meg. Ezenkívül gyakran gyorsan változnak, ezért mindig óvatosan kell cselekednie, és figyelembe kell vennie az időjárást és az áramlások jelenlétét az útvonalon.

Kajak sebessége árammal

Egy kajak sebessége, amely különböző típusú áramlatokkal halad át a víztesteken, a sebességétől és irányától függ. Ha a csónak az áramlattal halad, sokszor egyáltalán nem számít a sebessége, és az evezősöknek ilyenkor csak manőverezniük kell. Például a folyó áramlási sebessége körülbelül 20 kilométer per óra. Ez azt jelenti, hogy ehhez az értékhez már nem kell további 5 kilométert hozzáadni a kajak saját sebességéből. Csak a manőverek helyes végrehajtása fontos, hogy ne ütközzön akadályokba és sekélységekbe. Nem szabad azonban számolni azzal, hogy a hajó az áram sebességével halad. Ezt mindenféle akadály, manőverezést igénylő sziklás zátonyok gátolhatják jelentősen.

Ha egy kajak olyan árammal szemben halad, amely óránként 2 kilométernél nagyobb sebességgel halad, előfordulhat, hogy egyáltalán nem halad előre. Általában a turisták igyekeznek elkerülni az ilyen víztömegeket, de néha ilyen területek is előfordulnak az útvonalak mentén. Ezután a legénység kiszáll a csónakból, benne felszerelést és rakományt hagyva, és kötélen vagy vontatókötélen vezeti a kajakot. Ebben az esetben a csónak körülbelül 5 kilométeres óránkénti sebességgel mozog, feltéve, hogy a part homokos vagy egyszerűen kemény és vízszintes.

Egy sportkajak maximális sebessége

A sportkajakok általában monolit modellek, amelyek áramvonalas formájúak, és egy-három evezős befogadására alkalmasak. Versenyekre tervezték, így gyors, könnyű lehetőségek. Az ilyen hajók átlagosan 9 kilométer/órás és 12 kilométer/órás sebességet érnek el, de az evezős szlalomban a maximális rekordok 17 és 18 kilométer/óra között mozogtak. Természetesen nagy edzési tapasztalattal rendelkező profi sportolók érték el őket. A hétköznapi sportkajak tulajdonosok azonban akár 15 kilométer per órás sebességet is elérhetnek rövid távon, ha a hajó megfelelő vízen halad át. Ebben az esetben fontos figyelembe venni a modell és az áramlás jellemzőit, ne próbálja meg jobban terhelni, mint a jellemzőknél feltüntetett teherbíró képesség, és ne becsülje túl saját készségeit és képességeit.