Закон сохранения и превращения механической энергии

Наиболее ярко этот закон проявляется при выполнении упражнений, в которых происходит чередование относительно высокого и низкого положений гимнаста, например, в прыжках на батуте, в больших оборотах на перекладине и кольцах и др.

Существуют два вида механической энергии: потенциальная и кинетическая, которые соответственно обозначаются: Е_п = mgh и Е_к = , где m –

масса тела, g – ускорение свободного падения, h – высота подъема тела, v – линейная скорость движения тела.

В идеализированном упражнении (при отсутствии внешнего сопротивления) Е_п + Е_к = 0, т.е. потенциальная энергия полностью превращается в кинетическую и обратно. Поясним это на примере большого оборота на перекладине (рис. 183).

Рис. 183

В положении 1 тело гимнаста поднято на высшую точку траектории движения и поэтому обладает максимальным запасом потенциальной энергии. В то же время кинетическая энергия гимнаста в этом положении минимальна, т.к. скорость его очень мала. По мере продвижения гимнаста сверху вниз, его потенциальная энергия превращается в кинетическую и в нижней точке траектории становится минимальной, а кинетическая энергия достигает максимальной величины, т.к. здесь скорость движения максимальна. Во второй половине оборота, при движении гимнаста кверху, картина меняется на противоположную: кинетическая энергия превращается в потенциальную и тело возвращается в положение 1. Конечно, в действительности, без дополнительного притока энергии, тело гимнаста не сможет вернуться в исходное положение 1, т.к. часть энергии затрачивается на преодоление трения ладоней о гриф перекладины. Необходимая «подпитка» оборота осуществляется за счет активных бросковых, хлестовых движений гимнаста во второй половине упражнения.