Физика в баскетболе

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Киришская средняя общеобразовательная школа №7»

Учебный

Исследовательский проект

на тему: «Физика в баскетболе»

Выполнил

Руководитель:

Татарникова Наталья Николаевна,

учитель физики

Кириши

2020год

Содержание:

1. Введение 3

2. Основное содержание проекта 4

2.1. Техника игры в баскетбол. 4

2.2. Правила игры в баскетбол. 5

2.3. Задача о баскетболисте. 5

2.4. Результаты исследований 7

3. Заключение 8

4. Список используемых источников 8

1. Введение

Актуальность проекта заключается в том, что среди всех игр баскетбол занимает одну из лидирующих позиций в мире по популярности. Но практика показывает, что недостаточно знать только правила этой игры. В современном баскетболе можно получить высокие спортивные результаты, совмещая хорошую игру с использованием физических законов.

Практическая значимость проекта состоит в ответе на вопрос: Кому из молодых людей не хочется быть сильным, ловким, выносливым, иметь гармонично развитое тело и хорошую координацию движений?

Целью проекта является доказательство, что игра баскетбол подчиняется законам физики.

Задачи проекта:

1. Обзор и систематизация литературных источников по данной теме;

2. Провести детальный анализ игры в баскетбол.

3. Разработать математическую модель, позволяющую описать полет баскетбольного мяча, брошенного игроком в баскетбольную корзину.

Объектом исследования является игра в баскетбол.

Предметом исследования – возможность применения законов физики при игре в баскетбол.

Нами были применены следующие методы исследования:

1. Теоретический анализ и обобщение литературных данных;

2. Экспериментальное исследование и сравнительный анализ полученных результатов.

Гипотеза проекта состоит в том, что если применить законы механики в основных приемах игры в баскетбол, то техника игры станет лучше.

Конечный продукт – модель, позволяющая описать полет баскетбольного мяча.

2. Основное содержание проекта 2.1. Техника игры в баскетбол.

Баскетбол является одной из самых популярных игр с мячом. Основное правило этой игры – стараться забросить мяч в корзину команды соперника, и соответственно не дать игрокам другой команды забросить его в свою корзину.

Игра проходит на прямоугольной площадке длиной 28 и шириной 15 м.

Кольцо диаметром 45 см с натянутой на нем сеткой (без дна) крепится на высоте 3,05 м на щите, установленном на стойке параллельно лицевым линиям площадки.

Техника игры - это сложившаяся в процессе развития баскетбола совокупность приемов, позволяющих наиболее успешно решать конкретные соревновательные задачи.

Техника баскетбола распадается на два больших раздела:

1. Техника нападения распадается на а) техника передвижений, б) техника владения мячом;

2. Техника защиты распадается на а) техника передвижений, б) техника отбора мяча и противодействие;

Техника передвижения:

Бег - главное средство передвижения в игре. Бег баскетболиста состоит из рывков и ускорений. Скорость бега может нарастать благодаря мышечным усилиям. Во время бега на игрока действуют также сила трения, сила тяжести, сила сопротивления воздуха.

Ловля мяча. В момент, когда ловят мяч, происходит удар, передача энергии и импульса. Энергия летящего мяча передается рукам.

Прыжки. Для прыжка игрок своими мускулами создает такую «силу выталкивания», которая позволяет ему подпрыгнуть, оторваться от пола, преодолев силу тяготения.

Бросок, передача. При броске и передаче мяча игрок должен оценить силу, создаваемую его ногами и руками и приложенную к мячу для «поражения» кольца или передачи мяча партнеру.

2.2. Правила игры в баскетбол.

• Необходимы две команды, в каждой из которых должно быть по 12 игроков. Полевыми игроками считаются 5, остальные при необходимости заменяют основной состав (количество замен не ограничивается).

• Матч по баскетболу состоит из 4-х четвертей. Точное время зависит от баскетбольной ассоциации, которая проводит встречу. Например, FIBA проводит каждую четверть по 10 минут, а NBA – по 12. Это, так называемое, чистое время. Перерыв между четвертями – 2 минуты, между двумя частями встречи – 15 минут.

• Мяч можно трогать только руками.

• Нельзя бежать с мячом, просто держа его в руках, наносить удары по мячу рукой или ногой, блокировать телом. Неумышленное касание какой-либо частью ноги не считается нарушением.

• Очки будут засчитаны, если мяч попадет внутрь корзины.

• В зависимости от места броска и его расстояния до сетки начисляется получает разное количество очков. Во время штрафного баскетбольный судья дает 1 очко, с близкого или среднего расстояния – 2 очка. Если получается попасть из-за трехочковой линии – это 3 очка. Если игрок ошибается и попадает мячом в свою корзину, в этом случае команда противника получает 2 дополнительных очка.

2.3. Задача о баскетболисте.

Мы знаем, что суть игры — забросить мяч в кольцо. Наблюдая, можно увидеть, что большое количество мячей забивают не в кольцо, а в щит, стремясь попасть при этом в верхний край нарисованного там «квадрата». Так как 99% всех мячей, ударившихся о верхний угол «квадрата», после отражения от щита попадет в кольцо, то этот «квадрат» как бы облегчает попадание; причем действует закономерность: угол падения равен углу отражения (при упругом ударе).

Траектория же мяча, попавшего в другое место «квадрата» или вне его, своей второй частью (после отражения мяча от щита) пройдет мимо кольца (линия б) на рис 1.).

Перед нами встала задача разработать математическую модель, позволяющую описать полет баскетбольного мяча, брошенного игроком в баскетбольную корзину.

Модель должна позволять:

• вычислять положение мяча в любой момент времени;

• определять точность попадания мяча в корзину после броска при различных начальных параметрах.

Исходные данные:

• масса и радиус мяча;

• начальные координаты, начальная скорость и угол броска мяча;

• координаты центра и радиус корзины.

Постановка задачи:

движение баскетбольного мяча может быть описано в соответствии с законами классической механики Ньютона.

Математическая постановка задачи:

В качестве параметров, описывающих движение баскетбольного мяча можно использовать координаты центра масс мяча x и y, скорость (проекции v_x и v_y на оси x и y) центра масс мяча.

Тогда для определения положения мяча в произвольный момент времени достаточно найти закон движения центра масс мяча, т.е. зависимость x, y, v_x, v_y от времени. В качестве оценки точности броска D будем рассматривать величину расстояния по горизонтали (вдоль оси х) до центра кольца корзины, т.е. будем рассматривать разность данных расстояний в тот момент времени, когда мяч пересечет горизонтальную плоскость корзины.

Т.о. концептуальную постановку задачи можно сформулировать в следующем виде.

Определить  закон движения материальной точки массой m под влиянием силы тяжести, если известны начальные координаты точки x₀, y₀ ее начальная скорость V₀ и начальный угол броска α. Центр кольца корзины имеет координаты x_k, y_k. Тогда найдем зависимости x(t), y(t), Vx(t), Vy(t) из решения системы уравнений:

При следующих начальных условиях:

Вычислить точность по формуле:

2.4. Результаты исследований

• в ходе игры игрок должен учитывать физику процесса броска: зависимость дальности движения тела от угла полета. Эта закономерность имеет большое значение: она помогает увеличить вероятность попадания мяча в кольцо или руки партнера, поэтому ее необходимо использовать в совершенствовании меткости как бросков в прыжке, так и штрафных бросков;

• результативность выполненной передачи повышается, если игрок способен оценить силу своих ног и рук, приложенную к мячу для поражения кольца или передачи партнеру;

• большое влияние оказывает использование законов сохранения энергии и импульса удара мяча в момент его получения. Эта энергия летящему мячу передается руками игрока.

3. Заключение

Таким образом, выявленная экспериментальным путем зависимость техники выполнения основных баскетбольных приемов от практического использования законов механики в игре экспериментальной группой учащихся нашей школы может рассматриваться в качестве модели эффективности технической подготовки юных баскетболистов.

4. Список используемых источников

1. Физкультура и Спорт малая энциклопедия (Гусевой Г.В., Кондрашовой Н.М., Милютина В.П., 1992г)

2. Спортивные игры. Учебник для физ. институтовтов. Под ред. Портных Ю. И.М. 1975г.:

3. Баскетбол учебник для физкультурных институтов. Под ред. Н.В. Семашко. "Физкультура и спорт", 1976г.

4. Правила игры в баскетбол. Кратко по пунктам: https://bukmekeri.ru/articles/pravila/pravila-igry-v-basketbol-kratko-i-po-punktam/ (Дата и время обращения 09.02.2021 21:44)

5. Шпаргалка по математическому моделированию https://www.stud24.ru/mathematic/shpargalka-po-matematicheskoe-modelirovanie/122035-358818-page3.html (Дата и время обращения 09.02.2021 22:35)