Zadanie Zadanie 5.4.7: Dynamika i bezpieczeństwo skoków akrobaty na trampolinie gimnastycznej
- Punkty
- 4 pkt
- Dział
- Energia i pęd · Energia potencjalna sprężystości
- Trudność
- Poziom trudności: trudne
Akrobata sportowy () wykonuje ewolucje na trampolinie gimnastycznej. W spoczynku ugięcie siatki wynosi , a podczas odbicia . Wyznacz współczynnik sprężystości , maksymalną wysokość wzniesienia oraz ocenę bezpieczeństwa względem siatki ochronnej ().
Treść zadania
Akrobata sportowy o masie ćwiczy na trampolinie gimnastycznej. W stanie spoczynku, gdy stoi nieruchomo na siatce, jej statyczne ugięcie wynosi () pod wpływem jego ciężaru.
Podczas dynamicznego odbicia trampolina ugina się maksymalnie o () poniżej poziomu siatki swobodnej (nieodkształconej). Wokół trampoliny zamontowana jest pionowa siatka ochronna o wysokości liczonej ponad poziomem nieodkształconej trampoliny.
Załóż brak strat energii mechanicznej oraz pomiń masę siatki trampoliny i opory powietrza. W obliczeniach przyjmij przyspieszenie ziemskie (w rozwiązaniu uwzględnij także wariant z ).
a) Oblicz współczynnik sprężystości trampoliny, traktując ją jako układ sprężysty spełniający prawo Hooke'a.
b) Oblicz maksymalną wysokość , na jaką wzniesie się akrobata ponad poziom swobodnej (nieodkształconej) trampoliny po odbiciu.
c) Rozstrzygnij, czy akrobata w najwyższym punkcie lotu zmieści się w bezpiecznej strefie wyznaczonej przez siatkę ochronną.
Odpowiedź i wynik końcowy
a) (dla : )
b) (wysokość nie zależy od ani masy )
c) Tak, akrobata zmieści się w bezpiecznej strefie siatki ochronnej ().
a: a) (dla : )
b: b) (wysokość nie zależy od ani masy )
c: c) Tak, akrobata zmieści się w bezpiecznej strefie siatki ochronnej ().